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Ces muscles robotiques super flexibles peuvent se réparer tout comme les humains


Une équipe de chercheurs universitaires s'est réunie dans un sous-sol il y a près de deux ans, ne cherchant rien d'autre qu'une robotique de qualité. L'argent de la recherche provenait d'un financement de démarrage plutôt que d'investissements gouvernementaux massifs, et la plupart des membres de l'équipe n'avaient jamais co-écrit un article auparavant. Cependant, les créations de ces ingénieurs de l'Université du Colorado à Boulder ont juste donné aux robots la capacité de devenir beaucoup plus humains.

Dans les numéros les plus récents de Science et Robotique scientifique, les chercheurs décrivent leur nouveau style de muscle robotique mou. Le muscle est une série de poches alimentées à l'huile qui fonctionnent grâce au courant électrique. L'actionneur lui-même est tout aussi fort (sinon plus fort) que les muscles humains et peut également provoquer plus de contractions par seconde.

Le nouveau type de robot-muscle est appelé «actionneurs électrostatiques auto-cicatrisants amplifiés hydrauliquement» - ou HASEL - et il a le potentiel de repenser la flexibilité de la robotique.

«[Ces ingénieurs] contribuent à créer l’avenir de robots flexibles, plus humains, qui peuvent être utilisés pour améliorer la vie et le bien-être des gens», a déclaré Bobby Braun, doyen du College of Engineering and Applied Science de CU Boulder. "Cette ligne de recherche est une force interdisciplinaire fondamentale de notre collège."

Comme beaucoup d'autres innovations en robotique, ce projet s'inspire de la nature. Idéalement, l'équipe du Keplinger Research Group de l'UC Boulder voulait que l'actionneur soit aussi flexible qu'une pieuvre, fort comme un éléphant et aussi rapide qu'un colibri.

«Nous nous inspirons des capacités étonnantes du muscle biologique», a déclaré Christoph Keplinger, auteur principal des deux articles, professeur adjoint au Département de génie mécanique et membre du programme de science et génie des matériaux.

"Les actionneurs HASEL mettent en synergie les forces des actionneurs fluidiques souples et électrostatiques souples, et combinent ainsi polyvalence et performances comme aucun autre muscle artificiel auparavant."

Dans l'article, l'équipe détaille les différentes manières dont le muscle mince et transparent se déplace. Il existe trois modèles principaux pour l'actionneur HASEL. L'un était un muscle en forme de beignet avec des électrodes sur le côté. La deuxième conception consiste à avoir des conducteurs ioniques dans des poches de liquide dans un matériau extensible. La troisième conception est appelée l'actionneur Peano-HASEL et implique trois petits rectangles remplis de liquide. Ces poches se contractent lorsqu'elles sont touchées par l'électricité.

«La possibilité de créer des actionneurs progressifs électriques qui lèvent un gallon d'eau à plusieurs reprises par seconde est quelque chose que nous n'avions jamais vu auparavant. Ces démonstrations montrent le potentiel passionnant de HASEL», a déclaré Eric Acome, doctorant du groupe Keplinger et l'auteur principal duScience papier. "La haute tension requise pour le fonctionnement est un défi pour aller de l'avant. Cependant, nous travaillons déjà à résoudre ce problème et avons conçu des appareils dans le laboratoire qui fonctionnent avec un cinquième de la tension utilisée dans cet article."

Les problèmes traditionnels de la robotique découlent de la capacité à faire évoluer le projet tout en maintenant les coûts bas. Cependant, les chercheurs de CU Boulder n'ont pas exactement ce problème.

«Nous pouvons fabriquer ces appareils pour environ 10 cents, même maintenant», a déclaré Nicholas Kellaris, également doctorant dans le groupe Keplinger et auteur principal duRobotique scientifiqueétude. «Les matériaux sont peu coûteux, évolutifs et compatibles avec les techniques de fabrication industrielle actuelles.»

Ainsi, ils ont déclaré que des recherches supplémentaires seraient consacrées à essayer d'optimiser les matériaux utilisés et à créer la meilleure combinaison possible de formes pour améliorer l'efficacité de l'actionneur HASEL.


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