Ces nouveaux actionneurs mous pourraient rendre les robots mous moins encombrants

Ces nouveaux actionneurs mous pourraient rendre les robots mous moins encombrants

Robot logiciel non attaché, à commande électrique, constitué de quatre actionneurs tubulaires souples, d'un microcontrôleur et d'une batterie. Le robot peut être programmé pour marcher ou porter un objet. Crédit: David Baillot / UC School of Engineering de San Diego Jacobs

Des ingénieurs de l'Université de Californie à San Diego ont mis au point un moyen de construire des robots logiciels compacts, portables et multifonctionnels. Cette avancée a été rendue possible par la création d’actionneurs souples et tubulaires, dont les mouvements sont contrôlés électriquement, ce qui facilite leur intégration à de petits composants électroniques.

Pour prouver le concept, les ingénieurs ont utilisé ces nouveaux actionneurs pour construire un robot à batterie souple, capable de marcher sans attaches sur des surfaces planes et de déplacer des objets. Ils ont également construit une pince souple qui peut saisir et ramasser de petits objets.

L’équipe, dirigée par le professeur d’ingénierie mécanique et aérospatiale de l’Université de San Diego, Shengqiang Cai, a publié les travaux du 11 octobre dans Progrès de la science.

Un problème avec la plupart actionneurs mous est-ce qu'ils viennent avec des configurations volumineuses. C'est parce que leurs mouvements sont contrôlés en pompant de l'air ou des fluides à travers des chambres à l'intérieur. Donc, pour construire des robots avec ces types d'actionneurs, il faudrait les attacher à des pompes, à des sources d'alimentation importantes et à d'autres équipements spécialisés.

Dans l’étude en cours, les ingénieurs de l’Université de San Diego ont créé des actionneurs souples contrôlés par électricité. "Cette fonctionnalité rend nos actionneurs tubulaires compatibles avec la plupart des batteries et des appareils électroniques à faible coût disponibles dans le commerce", a déclaré Cai.

Vidéo d'actionneurs tubulaires souples à commande électrique utilisés dans des dispositifs robotiques souples. Crédit: Qiguang He

Les actionneurs sont fabriqués à partir d'un type de matériau utilisé pour les muscles artificiels dans les robots, appelé élastomères à cristaux liquides. Ils sont composés de molécules de cristaux liquides intégrées dans un réseau de polymères extensibles. La particularité de ces matériaux est qu'ils changent de forme, se déplacent et se contractent en réponse à des stimuli tels que la chaleur ou l'électricité – de la même manière que les muscles se contractent en réponse aux signaux des cellules nerveuses.

Pour construire chaque actionneur, les ingénieurs ont pris en sandwich trois fils chauffants entre deux minces films d'élastomère à cristaux liquides. Le matériau est ensuite enroulé dans un tube, pré-étiré et exposé aux rayons ultraviolets.

Chaque fil chauffant peut être contrôlé indépendamment pour que le tube se plie dans six directions différentes. Quand un courant électrique est passé à travers un ou deux des fils, il chauffe une partie du tube et le plie dans la direction de ces fils. Lorsqu'un courant passe par les trois fils, le tube entier se contracte et sa longueur diminue. Lorsque le courant est coupé, le tube refroidit lentement et reprend sa forme initiale.

Ces nouveaux actionneurs mous pourraient rendre les robots mous moins encombrants

Robot logiciel non attaché, à commande électrique, constitué de quatre actionneurs tubulaires souples, d'un microcontrôleur et d'une batterie. Le robot peut être programmé pour marcher ou porter un objet. Crédit: David Baillot / UC School of Engineering de San Diego Jacobs

"L'utilisation d'un potentiel électrique appliqué de l'extérieur facilite la programmation de la position de chaque actionneur tubulaire", a déclaré le premier auteur, Qiguang He, un doctorat en génie mécanique et aérospatial. étudiant à l’école d’ingénierie de l’Université de San Diego Jacobs.

La combinaison de plusieurs actionneurs a permis aux ingénieurs de construire différents types de robots mous. Ils ont construit un robot qui marche sans attache et qui utilise quatre actionneurs comme jambes. Ce robot est alimenté par une petite batterie lithium / polymère embarquée. Ils ont également construit une pince souple en utilisant trois actionneurs comme doigts.

Ces nouveaux actionneurs mous pourraient rendre les robots mous moins encombrants

En fonction des fils chauffants activés électriquement (rouge), l'actionneur tubulaire souple peut se plier dans six directions différentes (images extérieures) et se contracter en longueur (image centrale). Crédit: Qiguang He

Chaque robot possède un microcontrôleur embarqué dans lequel les ingénieurs ont programmé une séquence de mouvements contrôlés électriquement pour les actionneurs. Cela permet aux robots de se déplacer indépendamment.

L’équipe travaille actuellement à la fabrication d’actionneurs logiciels plus rapides. Les actionneurs actuels ont besoin d’environ 30 secondes pour se plier et se contracter complètement et jusqu’à quatre minutes pour revenir à leurs formes initiales. En effet, il faut un peu de temps au matériau pour chauffer et refroidir complètement. L'objectif ultime est de créer des actionneurs capables de se contracter et de se détendre aussi rapidement que les muscles, a-t-il déclaré.


Les muscles artificiels fleurissent, dansent et ondulent


Plus d'information:
"Actionneur tubulaire souple à base d'élastomère à cristaux liquides, à commande électrique, avec actionnement multimodal" Progrès de la science (2019). advance.sciencemag.org/content/5/10/eaax5746

Fourni par
Université de Californie – San Diego

Citation:
                                                 Ces nouveaux actionneurs mous pourraient rendre les robots mous moins encombrants (11 octobre 2019)
                                                 récupéré le 11 octobre 2019
                                                 sur https://techxplore.com/news/2019-10-soft-actuators-robots-bulky.html

Ce document est soumis au droit d'auteur. Mis à part toute utilisation équitable à des fins d’étude ou de recherche privée, aucun
                                            partie peut être reproduite sans autorisation écrite. Le contenu est fourni seulement pour information.

Source

A propos newstrotteur-fr

Découvrez également

La série MOON KNIGHT de Marvel a ajouté THE ORIGINALS et THE WITCHER Writer Beau DeMayo à son équipe – Newstrotteur

Marvel’s Moon Knight la série se rassemble lentement mais sûrement. Nous sommes encore assez loin …

Laisser un commentaire

Do NOT follow this link or you will be banned from the site!