« Une ascension hors du commun » : ce robot souple grimpe des câbles abrupts en tractant une charge 12 fois supérieure à son poids

Les avancées technologiques récentes ouvrent de nouvelles perspectives fascinantes dans le domaine de la robotique souple. Ces dispositifs innovants, qui imitent la souplesse des formes naturelles, promettent de révolutionner divers secteurs en offrant des solutions inédites et efficaces. Un des exemples les plus remarquables de cette tendance est le robot en forme d’anneau torsadé, capable de se déplacer avec agilité sur des câbles aériens, une prouesse qui pourrait transformer la manière dont nous effectuons des inspections ou transportons des marchandises dans des environnements difficiles.

Le ruban torsadé devient un anneau auto-roulant

La conception du robot repose sur un ruban de 4 millimètres de large en élastomère à cristaux liquides. Ce matériau est torsadé pour former une structure hélicoïdale semblable à une spirale de pâte rotini, puis ses extrémités sont réunies pour créer un anneau sans couture. En l’enroulant autour d’un câble deux ou trois fois, le dispositif s’aligne naturellement avec l’angle du fil de support.

Un faisceau de lumière infrarouge, dirigé perpendiculairement à la piste, provoque la contraction de la face du ruban exposée à la chaleur. En conséquence, le côté plus frais se tord dans le faisceau, chauffe à son tour et se contracte, entraînant un mouvement de rotation continu qui propulse l’anneau. Ce mécanisme ingénieux ne nécessite ni batterie, ni moteur, ni source d’énergie connectée, permettant au robot de se déplacer aisément le long de son parcours.

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Lors des tests en laboratoire, l’anneau a gravi des pentes allant jusqu’à 80 degrés, transporté des charges douze fois plus lourdes que lui-même, et franchi divers obstacles tels que des nœuds et des renflements. Il est capable de naviguer sur des fils aussi fins qu’un cheveu humain ou aussi épais qu’une paille à boire. Le mouvement, basé sur un cycle thermique, est contrôlé en modifiant simplement l’intensité de la lampe IR.

Robot souple manœuvrant spirales, courbes et virages

Les chercheurs ont également testé la capacité du robot à suivre des parcours plus complexes, tels que des circuits fermés, des virages en S et des routes en tire-bouchon, démontrant ainsi sa capacité à naviguer sur des câbles réels. Selon Fangjie Qi, doctorant à l’université d’État de Caroline du Nord, cette adaptabilité à suivre des lignes courbes, des spirales tridimensionnelles et d’autres formes complexes de manière prévisible est prometteuse pour des applications pratiques.

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Ces applications pourraient inclure l’inspection des lignes électriques, où des flottes d’anneaux peu coûteux parcourraient les conducteurs à la recherche de corrosion ou de points chauds; la surveillance agricole, avec des capteurs glissant le long des câbles des treillis aériens; ou encore l’aide humanitaire, en acheminant des médicaments sur des ponts endommagés via des câbles guides tendus à la hâte.

Pour élargir la portée de la technologie, l’équipe explore d’autres stimuli. « Nous réfléchissons maintenant à des applications spécifiques pour cette technologie, ainsi qu’à l’adaptation des robots souples pour répondre à d’autres entrées que la lumière infrarouge », explique Yin. La lumière du soleil, les champs magnétiques ou les gradients chimiques pourraient éventuellement remplacer les lampes de laboratoire, ouvrant la voie à un fonctionnement autonome en extérieur.

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Une nouvelle direction pour la robotique souple

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La recherche en robotique souple a connu une croissance exponentielle au cours de la dernière décennie, conduisant à la création de dispositifs capables de ramper, nager, et même sauter, mais la mobilité aérienne a stagné en raison de la nécessité de composants rigides tels que des hélices ou des planeurs. Le concept de téléphérique offre un compromis intéressant : un transport défiant la gravité sans pièces dures ni consommation énergétique élevée, à condition qu’un réseau de câbles soit disponible.

Étant donné que l’élastomère à cristaux liquides ne coûte que quelques centimes et que sa fabrication ne nécessite pas de micro-usinage, la production à grande échelle de boucles de plusieurs mètres, ou de versions à l’échelle micrométrique pour des usages biomédicaux, devrait être simple, selon les chercheurs. Des recherches supplémentaires mesureront la durabilité à long terme sous l’exposition aux UV, à la pluie et à la poussière abrasive, et intégreront de minuscules caméras ou capteurs de température pour transformer les anneaux en véritables outils de collecte de données.

La technologie du robot souple ouvre ainsi la porte à une multitude d’applications potentielles, tant dans le domaine industriel que dans le quotidien. Avec sa capacité à se déplacer de manière autonome et à transporter des charges importantes, il pourrait devenir un acteur clé dans de nombreux secteurs. Mais quelles autres innovations la robotique souple nous réserve-t-elle pour l’avenir, et comment pourraient-elles transformer notre quotidien ?

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