Un nouvel appareil “ serpent robotique ” saisit et ramasse des objets –

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  • La nature a inspiré les ingénieurs de l’UNSW Sydney à développer une pince robotique en tissu doux qui se comporte comme une trompe d’éléphant pour saisir, ramasser et libérer des objets sans les casser.

    Les chercheurs affirment que la technologie polyvalente pourrait être largement appliquée dans les secteurs où des objets fragiles sont manipulés, tels que l’agriculture, l’alimentation et les industries de l’exploration scientifique et des ressources – même pour les opérations de sauvetage humain ou les appareils d’assistance personnels.

    Le Dr Thanh Nho Do, chargé de cours Scientia et directeur du laboratoire de robotique médicale de l’UNSW, a déclaré que le préhenseur pourrait être disponible dans le commerce dans les 12 à 16 prochains mois, si son équipe s’assurait un partenaire industriel.

    Il est l’auteur principal d’une étude sur l’invention, publiée dans Technologies des matériaux avancés ce mois-ci.

    Le Dr Do a travaillé avec l’auteur principal de l’étude et candidat au doctorat Trung Thien Hoang, Phuoc Thien Phan, Mai Thanh Thai et son collaborateur, le professeur Scientia Nigel Lovell, directeur de l’École supérieure de génie biomédical.

    “Notre nouvelle pince en tissu doux est mince, plate, légère et peut saisir et récupérer divers objets – même dans des espaces creux confinés – par exemple, un stylo à l’intérieur d’un tube”, a déclaré le Dr Do.

    «Cet appareil dispose également d’un capteur de force en temps réel amélioré qui est 15 fois plus sensible que les conceptions conventionnelles et détecte la force de préhension nécessaire pour éviter d’endommager les objets qu’il manipule.

    “Il existe également un mécanisme thermiquement activé qui peut changer le corps de la pince de flexible à rigide et vice versa, lui permettant de saisir et de maintenir des objets de différentes formes et poids – jusqu’à 220 fois plus lourd que la masse de la pince.”

    Robotique inspirée de la nature

    Le Dr Do a déclaré que les chercheurs avaient trouvé l’inspiration dans la nature lors de la conception de leur pince en tissu doux.

    “Des animaux comme un éléphant, un python ou une pieuvre utilisent les structures douces et continues de leur corps pour enrouler leur emprise autour des objets tout en augmentant le contact et la stabilité – il leur est facile d’explorer, de saisir et de manipuler des objets”, a-t-il déclaré.

    «Ces animaux peuvent le faire grâce à une combinaison d’organes très sensibles, au sens du toucher et à la force de milliers de muscles sans os rigide – par exemple, la trompe d’un éléphant a jusqu’à 40 000 muscles.

    “Nous voulions donc imiter ces capacités de préhension – tenir et manipuler des objets sont des compétences motrices essentielles pour de nombreux robots.”

    Amélioration des pinces existantes

    Le Dr Do a déclaré que la nouvelle pince souple des chercheurs était une amélioration par rapport aux conceptions existantes qui présentaient des inconvénients qui limitaient leur application.

    “De nombreuses pinces souples sont basées sur des griffes ou des structures en forme de main humaine avec plusieurs doigts pliés vers l’intérieur, mais cela les rend impropres à saisir des objets de forme étrange, lourds ou encombrants, ou des objets plus petits ou plus grands que l’ouverture de la pince”, at-il m’a dit.

    «De nombreuses pinces souples existantes manquent également de rétroaction sensorielle et de capacités de rigidité réglables, ce qui signifie que vous ne pouvez pas les utiliser avec des objets fragiles ou dans des environnements confinés.

    «Notre technologie peut saisir des objets longs et minces et les récupérer dans des espaces confinés et étroits, ainsi que passer par des trous dans des objets pour les ramasser – par exemple, une poignée de tasse.»

    L’auteur principal Trung Thien Hoang a déclaré que la méthode de fabrication des chercheurs était également simple et évolutive, ce qui permettait de produire facilement la pince à différentes tailles et volumes – par exemple, une pince d’un mètre de long pouvait manipuler des objets d’au moins 300 millimètres de diamètre. .

    Lors des tests, un prototype de pince pesant 8,2 grammes pouvait soulever un objet de 1,8 kilogramme – plus de 220 fois la masse de la pince – tandis qu’un prototype de 13 centimètres de long pouvait s’enrouler autour d’un objet d’un diamètre de 30 mm.

    Le professeur Nigel Lovell a déclaré: «Nous avons utilisé un processus de fabrication impliquant l’ingénierie informatisée de l’habillement et avons appliqué des capteurs tactiles à base de métal liquide nouvellement conçus et hautement sensibles pour détecter la force de préhension requise.

    «Le continuum plat de la pince lui confère également un contact supérieur avec les surfaces lorsqu’elle s’enroule autour d’un objet, tout en augmentant la force de maintien.

    “De plus, le cycle total de chauffage et de refroidissement de la pince pour changer de structure de flexible à rigide prend moins d’une demi-minute, ce qui est parmi les plus rapides rapportés à ce jour.”

    Intégrer les bras robotiques et le sens du toucher

    Le Dr Do a déposé un brevet provisoire pour la nouvelle pince, après avoir testé et validé avec succès la technologie en tant qu’appareil complet.

    Il s’attend à ce que la pince soit disponible dans le commerce dans les 12 à 16 prochains mois, s’il trouve un partenaire industriel.

    «Nous visons maintenant à optimiser les matériaux intégrés, à développer un algorithme de contrôle en boucle fermée et à intégrer la pince aux extrémités des bras robotiques pour saisir et manipuler des objets de manière autonome», a déclaré le Dr Do.

    «Si nous pouvons réaliser ces prochaines étapes, il ne sera pas nécessaire de soulever manuellement la pince, ce qui aidera à manipuler des objets très gros et lourds.

    “Nous travaillons également sur la combinaison de la pince avec notre dispositif de gant haptique portable récemment annoncé, qui permettrait à l’utilisateur de contrôler à distance la pince tout en ressentant ce que ressent un objet en même temps.”

    Vidéo: https://www.youtube.com/watch?v=kIelv-iABQs&feature=emb_logo

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