La robotique douce est un domaine d’étude intrigant qui a le potentiel de changer notre façon de penser la robotique. Les robots souples, contrairement aux robots traditionnels, sont faits de matériaux caoutchouteux qui ressemblent à des muscles et à de la peau au lieu de matériaux durs comme le métal et le plastique. Ils sont capables de mimétisme et de mouvements indépendants.
Une équipe de chercheurs de Laboratoire d’intelligence embarquée collective de l’Université Cornell a fait une percée dans la robotique douce en janvier en concevant et en simulant un système qui utilise la viscosité des liquides. Le groupe, dirigé par le professeur Kirsten Petersen, a utilisé de minuscules tubes et un système de soufflet pour développer un membre robotique doté d’une amplitude de mouvement extraordinaire.
En robotique douce, le flux de liquide à travers des tuyaux et des vannes est souvent utilisé pour créer un mouvement. La viscosité d’un liquide, ou la résistance à l’écoulement, ralentit son mouvement. Les mouvements robotiques fluides traditionnels sont imprévisibles. Cela est dû à ce retard. Par conséquent, les chercheurs conçoivent souvent des robots mous avec de grands tubes pour réduire l’excès de viscosité. L’équipe de Petersen, quant à elle, a utilisé la viscosité comme moteur des mouvements du robot.
Lorsque l’air est forcé à travers les tuyaux avec une seringue, le membre de l’unité centrale développé par le kit peut bouger. Le dispositif se compose de deux piles de soufflets. Ils ressemblent à des ballons reliés par des tubes incroyablement fins, accompagnés d’une seringue qui peut gonfler ou dégonfler le soufflet. La viscosité est causée par la petite taille des tubes.
En raison de la répartition inégale de la pression créée par ce retard de mouvement, les empilements de soufflets tournent dans des directions différentes selon la façon dont l’air est diffusé. Avec un contrôle minutieux de la pression et une seule seringue délivrant le fluide, une amplitude de mouvement illimitée est possible.
L’auteur principal du journal, Yoav Matia , a créé un modèle prédictif qui a condensé les détails complexes du mouvement. Le modèle mathématique a soigneusement analysé les événements physiques sous-jacents. Matia a construit le modèle à partir de zéro, fusionnant des théories physiques complexes, telles que la théorie de la dynamique visqueuse, avec les propriétés des matériaux.
Les configurations de la vessie, les propriétés des fluides, l’apport de fluide, la viscosité et la pression initiale étaient les cinq seuls facteurs expérimentalement modifiables qui modifieraient inévitablement les schémas de mouvement des membres. Ils sont efficaces individuellement et peuvent être combinés à volonté.
La robotique douce offre un large éventail d’utilisations possibles et suscite de plus en plus d’intérêt à mesure que la technologie robotique progresse en raison de sa fonctionnalité intégrée, de sa simplicité et de sa sécurité. L’étude de l’équipe de Petersen dessine un futur précis.
Au fil du temps, l’utilisation de tuyaux plus petits dans le système de soufflet conduit également à une plus grande flexibilité de mouvement. Au fur et à mesure que le cycle progresse, la fluidité du mouvement des membres prend les caractéristiques d’un coup, et les changements de tempo peuvent produire différents schémas de mouvement.
D’autres chercheurs sur le terrain connaîtront la formule par laquelle construire leurs robots mous si ces paramètres sont identifiés avec le modèle. Selon les mots de Petersen, « Voici une toute nouvelle forme de robot logiciel que nous n’avons jamais vue auparavant, et elle comprend toutes les connaissances de base dont vous avez besoin pour commencer à expérimenter la science dans ce domaine. »
Un large éventail d’applications, y compris les dispositifs médicaux et les opérations de recherche et de sauvetage, offrent un grand potentiel pour la robotique douce. Les robots peuvent être plus adaptables, flexibles et plus sûrs lorsque des matériaux souples sont utilisés en robotique. Grâce au travail de pionnier de l’équipe de Petersen, l’avenir des robots mous s’annonce prometteur.