Un robot pixel magnétique doux qui peut être programmé pour prendre différentes formes

Un robot pixel magnétique doux qui peut être programmé pour prendre différentes formes

Crédit : Zhao et al.

Les robots magnétiques souples sont des systèmes qui peuvent changer de forme ou effectuer différentes actions lorsqu’un champ magnétique leur est appliqué. Ces robots présentent de nombreuses caractéristiques avantageuses, notamment un entraînement sans fil, une grande flexibilité et une endurance infinie.

À l’avenir, des robots magnétiques doux à micro-échelle pourraient être mis en œuvre dans divers environnements ; par exemple, aider les humains à surveiller l’environnement ou à effectuer à distance des procédures biomédicales. Cependant, la plupart des systèmes développés jusqu’à présent ne peuvent effectuer que des tâches simples et prendre un nombre limité de formes.

Des chercheurs de l’Académie chinoise des sciences ont récemment mis au point une nouvelle technique pour créer des robots magnétiques souples programmables par la forme. Cette technique, décrite dans un article prépublié sur arXiv et présenté lors de la conférence CCIR2021, leur a permis de créer un nouveau robot basé sur des pixels magnétiques qui peut changer de forme et effectuer une variété d’actions ou de tâches.

« Qu’ils soient basés sur des matériaux magnétiques doux ou durs, le processus de magnétisation de la plupart des robots doux est couplé à son processus de fabrication », a déclaré à Techxplore Ran Zhao, l’un des chercheurs qui a mené l’étude. « En d’autres termes, les robots ne peuvent pas réaliser la reconfiguration des fonctions par le biais de programmes tels que les robots traditionnels avec unités de contrôle. Cela signifie que les robots magnétiques doux ont un long chemin à parcourir avant de pouvoir être appliqués dans le monde réel. »

La nouvelle approche introduite par Zhao et ses collègues permet la création de robots magnétiques doux qui peuvent être programmés à plusieurs reprises. Le principe clé de cette approche est d’envelopper les particules magnétiques utilisées pour fabriquer les robots dans des matériaux à transition de phase.

« En modifiant la température, nous pouvons à plusieurs reprises » écrire « et » effacer « des profils de magnétisation selon les besoins », a expliqué Zhao. « En utilisant notre approche, nous avons fabriqué un robot magnétique doux reprogrammable. En modifiant le profil de magnétisation dans l’élastomère, le robot peut produire différentes actions de réponse. »

Un robot pixel magnétique doux qui peut être programmé pour prendre différentes formes

Crédit : Zhao et al.

Le robot créé par Zhao et ses collègues est composé de pixels magnétiques, de particules contenant un métal liquide et d’un aimant néodyme (NdFeB), ainsi que d’une matrice élastique en silicium. Les chercheurs ont magnétisé chacun des pixels magnétiques individuellement, en utilisant un processus connu sous le nom de chauffage assisté par laser.

« Les actions de réponse et les fonctions de notre robot logiciel peuvent être reconfigurées par programmation », a déclaré Zhao. « Nous pouvons utiliser un seul pixel ou plusieurs pixels comme profil de magnétisation indépendant ; ainsi, l’échelle de notre robot peut s’étendre sur une large plage. En ajoutant des charnières de flexion entre les pixels magnétiques, nous donnons au robot souple une fonction de durcissement unique. »

Le robot créé par les chercheurs peut conserver une forme fixe, simplement en passant en mode « corps rigide ». De plus, sa magnétisation et sa rigidité peuvent être facilement programmées.

« La technique que nous avons créée permet à notre robot magnétique doux de reconfigurer ses fonctions et de basculer librement entre une forme souple et une forme rigide, afin de répondre aux besoins de différentes tâches », a déclaré Zhao. Le robot magnétique doux a une certaine « intelligence », ainsi la gamme de tâches qu’il peut exécuter a été considérablement augmentée. »

À l’avenir, la technique de codage magnétique pourrait être utilisée pour créer des robots magnétiques doux. Zhao et ses collègues ont déjà démontré son potentiel en l’utilisant pour créer plusieurs robots magnétiques doux basés sur une structure en origami.

Leurs travaux mettent en évidence la faisabilité de la fabrication de robots magnétiques, réutilisables et souples à grande échelle. Ces robots pourraient être particulièrement utiles pour les applications de surveillance environnementale, de transport de médicaments et d’échantillonnage in vivo.

« Dans une prochaine étape, nous allons réduire davantage la taille du robot et essayer de concevoir une structure 3D », a ajouté Zhao. « Nous pensons que le développement d’une technologie universelle contribuera à faire du robot micro magnétique doux du laboratoire à l’application commerciale dès que possible. »


Une plateforme de construction modulaire pour le plus ingénieux des robots


Plus d’information:
Ran Zhao, Hanchen Yao, Houde Dai, Robot souple à pixels magnétiques programmables en forme arXiv:2111.00422v2 [cs.RO], arxiv.org/abs/2111.00422

© 2021 Réseau Science X

Citation: Un robot pixel magnétique doux qui peut être programmé pour prendre différentes formes (2021, 19 novembre) récupéré le 19 novembre 2021 sur https://techxplore.com/news/2021-11-soft-magnetic-pixel-robot.html

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