Une peau intelligente permet aux robots de s'introduire dans les artères ou les moteurs d'avion

SadaNews - Dans les laboratoires de l'Université de Californie à San Diego, une équipe d'ingénieurs a développé une peau robotique douce qui permet aux petits robots, se déplaçant par croissance ou inversion interne, de naviguer à travers des environnements complexes et fragiles avec précision et sécurité. Cette technologie pourrait ouvrir de nouvelles perspectives pour explorer les objets microscopiques, allant des artères aux couloirs des moteurs d'avion.

Les robots, d'un diamètre très réduit (variant de 3 à 7 millimètres et d'une longueur allant jusqu'à environ 25 centimètres), sont équipés d'une peau robotique flexible dotée de moteurs miniatures fabriqués à partir d'un élastomère cristallin liquide (Liquid Crystal Elastomer), soigneusement répartis à des points stratégiques sur la peau. Lorsque les chercheurs contrôlent la température de ces moteurs et la pression à l'intérieur du corps du robot, le robot est capable de s'orienter, de tourner des angles, de s'équilibrer et de porter une caméra pour inspecter son environnement.

Une peau intelligente en mouvement

Un des tests les plus marquants a consisté à faire passer un robot à travers un modèle simulant les artères humaines, y compris l'aorte dans sa forme complexe, et à travers de très étroites ouvertures parfois plus étroites que le rayon du robot lui-même. Parallèlement, cette peau flexible a été testée dans un modèle de moteur d'avion, où le robot a pu se courber et examiner l'architecture complexe du moteur.

La caractéristique de ce système réside dans la haute précision du contrôle. Au lieu de compter sur des moteurs pneumatiques, des fils ou des cordes comme dans des robots plus grands, les chercheurs ont intégré la chaleur, la pression et la température dans la peau du robot elle-même comme un moteur de direction interne ; ainsi, cette peau n'est pas seulement considérée comme un "revêtement", mais fait partie intégrante du système moteur.

Les tests de performance ont montré que le robot pouvait réaliser des angles aigus dépassant cent degrés le long de sa structure, passer à travers des ouvertures étroites, et même s'accrocher à des surfaces délicates. Il a également été équipé d'une caméra interne permettant de capturer des images des zones internes du modèle de moteur.

Cependant, le plus grand défi était de concevoir la peau mécanique pour répondre aux exigences de l'environnement délicat afin qu'elle soit fine mais robuste, de sorte qu'elle ne gêne pas le mouvement ou la rotation du robot et puisse résister à des cycles de dilatation et de pression sans se dégrader. De plus, de petits réchauffeurs flexibles ont été intégrés sous les moteurs pour élever la température de manière contrôlée pour activer le mouvement. Les experts travaillent à rendre la technologie capable de résister aux fluctuations de pression interne du robot sans compromettre ses performances.

Perspectives de développement futures

Les chercheurs souhaitent permettre aux robots de fonctionner de manière autonome ou d'être contrôlés à distance, et de les miniaturiser encore plus pour qu'ils soient plus petits qu'ils ne le sont actuellement, augmentant ainsi leurs capacités à pénétrer dans des espaces très précis des organismes vivants ou des appareils industriels. Ces robots qui croissent à partir de leur extrémité (Robots Everting) avec un mécanisme où la peau interne se retourne progressivement vers l'extérieur, ressemblent à une vigne qui s'étend et s'infiltre dans l'espace, capable de s'étendre tout en se déplaçant.

L'équipe parie que cette technologie ne se limitera pas seulement aux applications médicales ou industrielles, mais pourra être adaptée pour devenir des bras souples dans des dispositifs haptiques, ou des pinces douces pour saisir des objets fragiles, ou des robots souples se déplaçant dans des environnements difficiles.

Ce que nous voyons aujourd'hui est un pas vers un avenir où les machines microscopiques commencent à se déplacer avec confiance à travers les tissus vivants ou les composants délicats des machines, sans leur causer de dommages. Cette peau intelligente n'est pas seulement un composant supplémentaire mais le cœur du mouvement précis dans les petits robots. Si les efforts réussissent à rendre cette peau plus efficace et autonome, nous pourrions entrer dans une ère où les robots, étant une "peau" plus fine qu'un cheveu, détectent des défauts à l'intérieur des équipements ou des organismes vivants sans laisser de traces.