Regardez ces robots en forme de tube monter les escaliers, transporter des chariots et faire la course les uns contre les autres

Regardez ces robots en forme de tube monter les escaliers, transporter des chariots et faire la course les uns contre les autres

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 monter une pente et naviguer dans un paysage accidenté et imprévisible. Le prototype, en forme de tube, paraît le 22 septembre dans le journal 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.







Cette vidéo montre un robot souple imprimé en 4D qui s’auto-assemble lorsqu’il est chauffé en transportant une charge dans un petit chariot. Crédit : Zhai et al./Matière

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.







Un robot souple imprimé en 4D qui s’auto-assemble lorsqu’il est chauffé en montant une pente. Crédit : Zhai et al./Matière

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. »







Un robot souple imprimé en 4D qui s’auto-assemble lorsqu’il est chauffé. Crédit : Zhai et al./Matière

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 une surface de 200℃. « 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.


Un robot de la taille d’un insecte parcourt les labyrinthes avec l’agilité d’un guépard


Plus d’information:
Question, Zhai et al. : « Robot souple automoteur non attaché imprimé en 4D avec perception tactile : rouler, courir et explorer » www.cell.com/matter/fulltext/S2590-2385(21)00408-2 , DOI : 10.1016 /j.matt.2021.08.014

Citation: Regardez ces robots en forme de tube monter des escaliers, transporter des chariots et faire la course (2021, 22 septembre) récupéré le 22 septembre 2021 à partir de https://techxplore.com/news/2021-09-tube-shaped-robots-stairs -chariots.html

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