Des robots en forme de tube roulent des escaliers, transportent des chariots et font la course les uns contre les autres –

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  • Les chercheurs ont conçu un robot souple imprimé en 4D qui s’auto-assemble lorsqu’il est chauffé et peut accomplir des tâches difficiles comme rouler en montée et naviguer dans un paysage accidenté et imprévisible. Le prototype, en forme de tube, apparaît le 22 septembresd dans la revue Question.

    “Comme un insecte avec des antennes, le robot peut surmonter un petit obstacle. Mais lorsque l’obstacle est trop haut, il fait demi-tour”, explique l’auteur principal Wei Feng, scientifique des matériaux à l’Université de Tianjin en Chine. “L’ensemble du processus est spontané sans ingérence ni contrôle humains.”

    Le robot commence par une feuille plate et rectangulaire d’un élastomère à cristaux liquides imprimé en 3D, un type de matière plastique extensible. Lorsque la surface en dessous est chauffée, le robot se tord spontanément pour former un tubule ressemblant à un ressort. Le changement de forme sous stimulation externe ajoute du temps comme quatrième dimension au processus d’impression, le rendant 4D.

    Une fois que le robot forme un tubule, le contact de la surface chaude induit une contrainte dans le matériau, ce qui le fait rouler dans une direction. La force motrice derrière ce mouvement est si forte que le robot peut grimper une pente de 20° ou même porter une charge 40 fois son propre poids. La longueur du robot affecte sa vitesse, les robots plus longs roulant plus vite que leurs homologues plus courts.

    Les chercheurs ont capturé des vidéos montrant les compétences du robot, notamment une course entre des robots de tailles différentes et un autre robot portant un chariot. Les vidéos montrent également comment son comportement change en fonction de son environnement, le robot grimpant une marche ou changeant de direction lorsqu’il rencontre un obstacle insurmontable.

    Pour Feng, le comportement du robot a été une surprise. “Nous avons transformé les élastomères à cristaux liquides en échantillons de différentes formes par impression 4D et stimulé ces échantillons avec de la lumière, de la chaleur et de l’électricité pour observer leur réponse”, dit-il. “Nous avons trouvé de nombreux phénomènes de conduite intéressants en plus de la déformation.”

    À l’avenir, ces robots souples pourront être utilisés pour effectuer des travaux dans de petits endroits confinés comme dans un tuyau ou dans des conditions extrêmes comme un 200 ? surface. “Nous espérons que les robots mous ne seront plus limités à de simples actionneurs, qui ne peuvent changer de forme que dans une position fixe”, explique Feng.

    Ce travail a été soutenu par le programme clé d’État de la Fondation nationale des sciences naturelles de Chine, le programme national clé de R&D de Chine et la Fondation nationale des sciences naturelles de Chine.

    Source de l’histoire :

    Matériel fourni par Presse cellulaire. Remarque : Le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.

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