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Dans la nature, les cafards peuvent survivre sous l’eau jusqu’à 30 minutes. Maintenant, un cafard robotique peut faire encore mieux. Le microrobot ambulatoire de l’Université de Harvard, connu sous le nom de HAMR, peut marcher sur la terre, nager à la surface de l’eau, et marcher sous l’eau aussi longtemps que nécessaire, ouvrant la voie à de nouvelles formes d’explorations.

Une nouvelle génération

Cette nouvelle génération de HAMR utilise des semelles multifonctionnelles qui reposent sur la tension de surface et la flottabilité induite par la surface lorsque HAMR doit marcher, mais peut également appliquer une tension pour briser la surface de l’eau lorsque HAMR doit couler. Ce processus est appelé électromouillage, qui est la réduction de l’angle de contact entre un matériau et la surface de l’eau sous une tension appliquée. Ce changement d’angle de contact permet aux objets de casser plus facilement la surface de l’eau.

Le déplacement à la surface de l’eau permet à un ce microrobot de contourner les obstacles immergés et de réduire la traînée. Utilisant quatre paires de rabats asymétriques et des programmations de nage conçues sur mesure, HAMR marche sur la surface de l’eau, exploitant l’interaction instable entre les volets passifs du robot et l’eau environnante, le robot génère des allures de natation semblables à celles d’un scarabée. Cela permet au robot de nager et de flotter efficacement.

Les petits robots peuvent tirer parti de la physique à petite échelle 

«Cette recherche démontre que les microrobots peuvent tirer parti de la physique à petite échelle – dans ce cas, la tension de surface – pour exécuter des fonctions qui seraient difficiles pour les plus gros robots», explique Kevin Chen, postdoctorant à l’école John A. Paulson de Harvard, et premier auteur de l’article.

« La taille de HAMR est la clé de sa performance », a déclaré Neel Doshi, a déclaré Neel Doshi, coauteur de l’article. « S’il était beaucoup plus grand, il serait difficile de soutenir le robot avec une tension superficielle et s’il était beaucoup plus petit, ce robot pourrait ne pas être capable de générer suffisamment de force pour le casser. »

HAMR pèse 1,65 gramme (environ autant qu’un grand trombone), peut transporter 1,44 gramme de charge utile supplémentaire sans couler et peut éteindre ses jambes très rapidement Il est enduit de Parylène pour l’empêcher de court-circuiter sous l’eau. Une fois sous la surface de l’eau, HAMR utilise la même démarche pour marcher que sur la terre ferme et est tout aussi mobile.

«Ce robot illustre bien certains des défis et des opportunités avec les robots à petite échelle», a déclaré Robert Wood, professeur d’ingénierie et de sciences appliquées à Havard. « La rétraction crée des opportunités pour une mobilité accrue – comme la marche à la surface de l’eau – mais aussi des défis puisque les forces que nous tenons pour acquises à plus grande échelle peuvent commencer à dominer à la taille d’un insecte. »

Améliorer la locomotion de HAMR

En outre, les chercheurs espèrent améliorer encore la locomotion de HAMR et trouver un moyen pour qu’il puisse retourner à la terre sans rampe, en incorporant peut-être par des mécanismes de saut impulsifs.

Cette recherche a été coécrite par Benjamin Goldberg et Hongqiang Wang. Elle a été soutenue par l’École de génie et de sciences appliquées John A. Paulson de Harvard, l’Institut Wyss pour l’ingénierie biologiquement et le Programme d’instrumentation de recherche de l’Université de la Défense de l’Office de la recherche navale.

Source : Université de Havard