De nouveaux robots souples prêts à être plus agiles et contrôlés


L’une des vertus des robots mous autonomes est leur capacité à s’adapter mécaniquement à leur environnement et à leurs tâches. Maintenant, ils sont prêts à devenir encore plus agiles et contrôlés.

Une équipe de chercheurs dirigée par Kirstin Petersen, professeure adjointe d’ingénierie électrique et informatique à l’Université Cornell, a conçu un nouveau système d’actionneurs à fluide qui permet aux robots mous de réaliser des mouvements plus complexes. Les chercheurs y sont parvenus en tirant parti de la chose même – la viscosité – qui avait auparavant entravé le mouvement des robots mous entraînés par fluide.

L’article de l’équipe, “Harnessing Nonuniform Pressure Distributions in Soft Robotic Actuators”, publié dans Systèmes intelligents avancés.

Le laboratoire d’intelligence incorporée collective de Petersen a exploré des moyens de prendre les capacités et les comportements cognitifs d’un robot et de les décharger du “cerveau” sur le corps, via les réflexes mécaniques du robot. En réduisant le besoin de calcul explicite, le robot peut devenir plus simple, plus robuste et moins coûteux à fabriquer.

“Les robots mous ont une structure très simple, mais peuvent avoir des fonctionnalités beaucoup plus flexibles que leurs cousins ​​rigides. Ils sont en quelque sorte le robot intelligent incarné ultime”, a déclaré Petersen. “La plupart des robots mous de nos jours sont pilotés par des fluides. Dans le passé, la plupart des gens ont cherché à obtenir un meilleur rapport qualité-prix en intégrant des fonctionnalités dans le matériau du robot, comme l’élastomère. Au lieu de cela, nous nous sommes demandé comment nous pourrions faire plus avec moins en utilisant la façon dont le fluide interagit avec ce matériau.”

L’équipe de Petersen a connecté une série de soufflets en élastomère avec des tubes minces. Cette configuration permet des mouvements antagonistes — un qui tire et un qui pousse. Les minuscules tubes induisent de la viscosité, ce qui entraîne une répartition inégale de la pression, pliant l’actionneur dans différentes contorsions et schémas de mouvement. Ce serait normalement un problème, mais l’équipe a trouvé un moyen astucieux d’en tirer parti.

Les chercheurs ont développé un modèle descriptif complet capable de prédire les mouvements possibles de l’actionneur, le tout avec une seule entrée de fluide. Cela se traduit par un actionneur qui peut réaliser des mouvements beaucoup plus complexes, mais sans les entrées multiples et le contrôle de rétroaction complexe requis par les méthodes précédentes.

Pour démontrer la technologie, l’équipe a construit un robot mou à six pattes, avec deux pompes à seringue sur le dessus, qui marche à 0,05 longueur de corps par seconde et s’accroupit également. Mais ce ne sont que le début des permutations possibles.

“Nous avons détaillé la gamme complète de méthodes par lesquelles vous pouvez concevoir ces actionneurs pour de futures applications”, a déclaré Petersen. “Par exemple, lorsque les actionneurs sont utilisés comme jambes, nous montrons qu’en croisant simplement un ensemble de tubes, vous pouvez passer d’une démarche semblable à celle d’une autruche, qui a une position très large, à un trot semblable à celui d’un éléphant.”

Le nouvel actionneur à commande par fluide pourrait être utilisé pour différents types d’appareils, tels que les bras de robot, et Petersen souhaite explorer comment le placement de soufflets dans des configurations 3D se traduira par des modèles de mouvement encore plus utiles.

“Il s’agit essentiellement d’un tout nouveau sous-domaine de la robotique douce”, a-t-elle déclaré. “Explorer cet espace sera super intéressant.”

Laisser un commentaire

Votre adresse de messagerie ne sera pas publiée.

*