Crédit : Virginia Tech
Un nouveau robot souple peut passer d’un véhicule terrestre à un véhicule aérien en faisant fondre le métal dans son squelette, le tout sans engrenages ni moteurs, selon une nouvelle étude.
Le nouveau drone s’inspire de la nature, en particulier de la façon dont les organismes peuvent souvent changer de forme pour effectuer différentes tâches, telles que la façon dont les plantes se déplacent pour capter la lumière du soleil tout au long de la journée.
“Lorsque nous avons commencé le projet, nous voulions un matériau capable de faire trois choses: changer de forme, conserver cette forme, puis revenir à la configuration d’origine, et le faire sur de nombreux cycles”, a déclaré l’auteur principal de l’étude, Michael Bartlett, de l’Institut polytechnique de Virginie et de l’Université d’État dans un communiqué. « L’un des défis était de créer un matériau suffisamment souple pour changer radicalement de forme, mais suffisamment rigide pour créer des machines adaptables capables de remplir différentes fonctions.”
Pour créer une structure flexible ou rigide, les scientifiques se sont tournés vers le kirigami, l’art japonais de fabriquer des formes en papier par découpe. (Cela diffère de l’origami, qui utilise le pliage.)
Les chercheurs ont découpé des motifs de kirigami en feuilles fabriquées à partir de caoutchoucs et de composites. Ces motifs pourraient aider les feuilles à adopter une variété de structures 3D spécifiques.
Les scientifiques ont ensuite ajouté un squelette de fil à chaque feuille faite d’un alliage fondu à basse température, qu’ils ont enfermé dans une peau de caoutchouc. Ce métal spécial pourrait s’étirer et contenir une variété de formes.
Pour aider ce squelette à retrouver sa forme d’origine, des appareils de chauffage doux ressemblant à des vrilles pourraient faire fondre le métal à 140 degrés Fahrenheit (60 degrés Celsius). Une fois le métal refroidi, il pourrait à nouveau contribuer à la tenue d’une nouvelle forme.
Lors d’expériences, les chercheurs ont découvert que cette conception pouvait transformer des feuilles plates en formes complexes et porteuses – des cylindres aux billes en passant par la forme bosselée du fond d’un poivron — en moins d’un dixième de seconde. De plus, si le matériau se cassait, il pourrait guérir plusieurs fois en fondant et en reformant le squelette métallique.
En utilisant cette conception, les chercheurs ont construit un robot souple qui pourrait passer d’un véhicule terrestre plié à un véhicule aérien plat, avec des rotors aux coins de la machine servant de roues au sol et d’hélices dans les airs. Les scientifiques ont également utilisé leur conception pour construire un minuscule sous-marin, qui pourrait changer de forme pour générer une chambre d’air pour le maintenir flottant, ainsi qu’une soute pour l’aider à collecter et à récupérer des objets en grattant le ventre du sous-marin le long du fond.
”Nous sommes ravis des opportunités que ce matériel présente pour les robots multifonctionnels », a déclaré Edward Barron, co-auteur de l’étude à l’Institut polytechnique de Virginie et à l’Université d’État, dans un communiqué. « Ces composites sont suffisamment solides pour résister aux forces des moteurs ou des systèmes de propulsion, mais peuvent facilement se déformer, ce qui permet aux machines de s’adapter à leur environnement.”
Les scientifiques ont détaillé leurs conclusions en ligne Fév. 9 dans la revue Science Robotics.
