Un robot qui change de forme, inspiré de l’araignée, désormais encore plus petit

Ce robot qui change de forme est devenu beaucoup plus petit. Dans une nouvelle étude, des ingénieurs de l’Université du Colorado à Boulder ont lancé mCLARI, un robot modulaire de 2 centimètres de long qui peut passivement changer de forme pour se faufiler à travers des espaces étroits dans plusieurs directions. Il pèse moins d’un gramme mais peut supporter plus de trois fois son poids corporel en tant que charge utile supplémentaire.

La recherche a été dirigée par Kaushik Jayaram, professeur adjoint au département de génie mécanique Paul M. Rady, et par le doctorant Heiko Kabutz. Leurs travaux ont récemment remporté le prix du meilleur article sur la robotique de sûreté, de sécurité et de sauvetage lors de la Conférence internationale 2023 sur les robots et systèmes intelligents à Détroit.

Le document améliore le précédent robot miniature de transformation de forme de l’équipe, appelé CLARI, en le rendant plus petit et plus rapide. Le robot peut manœuvrer de manière experte dans des environnements encombrés en passant de la course vers l’avant à la course d’un côté à l’autre, non pas en tournant mais en changeant de forme, ce qui lui donne le potentiel d’aider les premiers intervenants après des catastrophes majeures. La recherche rapproche le groupe de Jayaram de la réalisation de robots à l’échelle d’insectes capables de se déplacer de manière transparente sur des terrains naturels similaires à leurs homologues animaux, en grande partie en combinant l’adaptabilité d’un robot souple avec l’agilité d’un robot rigide.

Leur dernière version est réduite de 60 % en longueur et de 38 % en masse, tout en conservant 80 % de la puissance d’actionnement par rapport à son prédécesseur. Le robot est également plus de trois fois plus rapide que son prédécesseur, atteignant des vitesses de course de 60 millimètres par seconde, soit trois de la longueur de son corps par seconde. De plus, à l’instar du CLARI, le robot est capable de se déplacer sous diverses formes et de courir à plusieurs fréquences en utilisant plusieurs allures.

Cette dernière avancée en matière de miniaturisation est rendue possible par la technique de conception et de fabrication de stratifié basée sur l’origami que Jayaram et ses collègues ont précédemment utilisée pour fabriquer un robot appelé HAMR-Jr. Grâce à cette nouvelle approche, Jayaram et Kabutz sont capables de réduire (ou d’augmenter) leur conception sans sacrifier la dextérité mécanique, rapprochant ainsi la taille de ces robots des besoins des applications du monde réel. Cela inclut l’inspection et l’entretien d’actifs précieux tels que les moteurs à réaction.

Kabutz, l’auteur principal de la nouvelle étude, possède des mains de chirurgien qui lui permettent de construire et de plier les minuscules modules de jambes du robot. Kabutz a grandi fasciné par les robots et a participé à des compétitions de robotique au lycée.

“Au départ, j’étais intéressé par la construction de robots plus gros”, a déclaré Kabutz, “mais quand je suis arrivé au laboratoire de Jayaram, il m’a vraiment intéressé à la construction de robots bioinspirés à l’échelle de l’insecte.”

“Comme ces robots peuvent se déformer, vous pouvez toujours avoir des tailles légèrement plus grandes”, a expliqué Jayaram. “Si vous avez une taille légèrement supérieure, vous pouvez transporter plus de poids. Vous pouvez avoir plus de capteurs. Vous aurez une durée de vie plus longue et serez plus stable. Mais lorsque vous en avez besoin, vous pouvez vous faufiler et pénétrer dans ces espaces spécifiques, comme les ports d’accès d’inspection dans un moteur à réaction.

L’équipe de recherche de Jayaram étudie les concepts de la biologie et les applique à la conception de systèmes d’ingénierie du monde réel. Dans son laboratoire, vous pouvez trouver des robots modelés sur les morphologies corporelles de divers arthropodes, notamment des cafards et des araignées.

“Nous souhaitons fondamentalement comprendre pourquoi les animaux sont tels qu’ils sont et se déplacent comme ils le font”, a déclaré Jayaram, “et comment nous pouvons construire des robots bioinspirés capables de répondre à des besoins sociaux, comme la recherche et le sauvetage, la surveillance environnementale ou même de les utiliser. pendant l’opération.”

Les co-auteurs de la nouvelle étude comprennent Alex Hedrick et Parker McDonnell, doctorants en génie mécanique.