Composants souples pour la prochaine génération de robotique souple

Composants souples pour la prochaine génération de robotique souple

Une vanne DEA dynamique souple assemblée. Crédit : Siyi Xu/Harvard SEAS

Les robots mous entraînés par des fluides sous pression pourraient explorer de nouvelles frontières et interagir avec des objets délicats d’une manière que les robots rigides traditionnels ne peuvent pas. Mais la construction de robots entièrement mous reste un défi car bon nombre des composants nécessaires pour alimenter ces appareils sont eux-mêmes rigides.

Aujourd’hui, des chercheurs de la Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) ont développé des vannes souples à entraînement électrique pour contrôler les actionneurs souples hydrauliques. Ces valves pourraient être utilisées dans des appareils d’assistance et thérapeutiques, des robots souples bio-inspirés, des pinces souples, des robots chirurgicaux, etc.

La recherche a été publiée dans le Actes de l’Académie nationale des sciences (PNAS).

« Les systèmes de régulation rigides d’aujourd’hui limitent considérablement l’adaptabilité et la mobilité des robots mous entraînés par fluide », a déclaré Robert J. Wood, professeur Harry Lewis et Marlyn McGrath d’ingénierie et de sciences appliquées à SEAS et auteur principal de l’article. « Ici, nous avons développé des vannes souples et légères pour contrôler des actionneurs hydrauliques souples qui ouvrent des possibilités de commandes embarquées souples pour les futurs robots souples fluidiques. »

Les vannes souples ne sont pas nouvelles, mais jusqu’à présent, aucune n’a atteint la pression ou les débits requis par de nombreux actionneurs hydrauliques existants. Pour surmonter ces limitations, l’équipe a développé de nouveaux actionneurs élastomères diélectriques dynamiques (DEA) à alimentation électrique. Ces actionneurs souples ont une densité de puissance ultra-élevée, sont légers et peuvent fonctionner pendant des centaines de milliers de cycles. L’équipe a combiné ces nouveaux actionneurs en élastomère diélectrique avec un canal souple, résultant en une vanne souple pour le contrôle fluidique.







Mouvements de l’actionneur dynamique simple DEA. Crédit : Siyi Xu/Harvard SEAS

« Ces vannes souples ont un temps de réponse rapide et sont capables de contrôler la pression fluidique et les débits qui correspondent aux besoins des actionneurs hydrauliques », a déclaré Siyi Xu, étudiant diplômé à SEAS et premier auteur de l’article. « Ces vannes nous offrent un contrôle rapide et puissant des actionneurs hydrauliques à petite et grande échelle avec un volume interne allant de centaines de microlitres à des dizaines de millilitres. »

À l’aide des vannes souples DEA, les chercheurs ont démontré le contrôle d’actionneurs hydrauliques de différents volumes et obtenu un contrôle indépendant de plusieurs actionneurs alimentés par une seule source de pression.

« Cette vanne DEA compacte et légère est capable d’une commande électrique sans précédent d’actionneurs hydrauliques, montrant le potentiel d’un futur contrôle de mouvement embarqué des robots à fluide souple », a déclaré Xu.

La recherche a été co-écrite par Yufeng Chen, Nak-Seung Patrick Hyun et Kaitlyn Becker.


RoboBee alimenté par des muscles mous


Plus d’information:
Siyi Xu et al, Une vanne souple à entraînement électrique dynamique pour le contrôle des actionneurs hydrauliques souples, Actes de l’Académie nationale des sciences (2021). DOI : 10.1073/pnas.2103198118

Fourni par Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences

Citation: Composants logiciels pour la prochaine génération de robotique douce (2021, 9 septembre) récupéré le 9 septembre 2021 sur https://techxplore.com/news/2021-09-soft-components-robotics.html

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