Des scientifiques créent le plus petit robot marcheur télécommandé au monde

D’une largeur de seulement 0,5 mm, le petit robot marcheur développé par le professeur John Rogers de l’Université Northwestern et ses collègues peut se plier, se tordre, ramper, marcher, tourner et même sauter.

“La robotique est un domaine de recherche passionnant, et le développement de robots à micro-échelle est un sujet amusant pour l’exploration universitaire”, a déclaré le professeur Rogers.

“Vous pourriez imaginer des micro-robots comme des agents pour réparer ou assembler de petites structures ou des machines dans l’industrie ou comme des assistants chirurgicaux pour nettoyer les artères obstruées, pour arrêter les saignements internes ou pour éliminer les tumeurs cancéreuses – le tout dans des procédures peu invasives.”

« Notre technologie permet une variété de modalités de mouvement contrôlées et peut marcher à une vitesse moyenne de la moitié de la longueur de son corps par seconde. C’est très difficile à réaliser à une si petite échelle pour les robots terrestres », a ajouté le professeur Yonggang Huang de la Northwestern University.

Le petit robot de l’équipe n’est pas alimenté par du matériel complexe, de l’hydraulique ou de l’électricité. Au lieu de cela, sa puissance réside dans la résilience élastique de son corps.

Pour construire le robot, les chercheurs ont utilisé un alliage à mémoire de forme qui se transforme en sa forme “mémorisée” lorsqu’il est chauffé.

Dans ce cas, ils ont utilisé un faisceau laser balayé pour chauffer rapidement le robot à différents endroits ciblés sur son corps. Une fine couche de verre ramène élastiquement cette partie correspondante de la structure à sa forme déformée lors du refroidissement.

Au fur et à mesure que le robot passe d’une phase à l’autre – déformé à la forme mémorisée et vice-versa – il crée une locomotion.

Non seulement le laser contrôle à distance le robot pour l’activer, mais la direction de balayage du laser détermine également la direction de marche du robot.

Un balayage de gauche à droite, par exemple, fait bouger le robot de droite à gauche.

“Parce que ces structures sont si petites, le taux de refroidissement est très rapide. En fait, la réduction de la taille de ces robots leur permet de fonctionner plus rapidement », a déclaré le professeur Rogers.

Pour fabriquer un si petit robot, les scientifiques se sont tournés vers une technique qu’ils ont introduite il y a huit ans – une méthode d’assemblage pop-up inspirée d’un livre pop-up pour enfant.

Tout d’abord, ils ont fabriqué des précurseurs des structures de crabe marchant dans des géométries plates et planes.

Ensuite, ils ont collé ces précurseurs sur un substrat en caoutchouc légèrement étiré.

Lorsque le substrat étiré est relâché, un processus de flambage contrôlé se produit, ce qui fait que le crabe « surgit » dans des formes 3D définies avec précision.

Avec cette méthode de fabrication, les auteurs ont pu développer des robots de différentes formes et tailles.

“Avec ces techniques d’assemblage et ces concepts de matériaux, nous pouvons construire des robots marcheurs avec presque toutes les tailles ou formes 3D”, a déclaré le professeur Rogers.

« Mais les étudiants se sont sentis inspirés et amusés par les mouvements de rampement latéraux des petits crabes. C’était un caprice créatif.

L’article de l’équipe a été publié dans la revue Robotique scientifique.

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Mengdi Han et al. 2022. Robots terrestres multimatériaux à l’échelle submillimétrique. Robotique scientifique 7 (66); doi : 10.1126/scirobotics.abn0602