Des robots souples capables de détecter le toucher, la pression, le mouvement et la température
Un robot doux inspiré de la nature qui peut ramper, nager, tenir des objets délicats et également assister un cœur battant inventé à l'Université de Harvard. Des chercheurs de la Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) et du Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering ont développé une plate-forme pour créer un robot logiciel avec capteur intégré. Les capteurs sont capables de détecter le mouvement, le toucher et la température.
«Notre recherche représente une avancée fondamentale dans le domaine de la robotique douce», a déclaré Ryan Truby, premier auteur de l'article et récent doctorant. diplômé de SEAS. «Notre plateforme de fabrication permet d'intégrer facilement des motifs de détection complexes dans des systèmes robotiques souples.»
Les chercheurs ont développé une liaison conductrice à base de liquide ionique organique à l'aide d'une imprimante 3D en raison du problème d'intégration du capteur en raison de la structure rigide.
«À ce jour, la plupart des systèmes de capteurs / actionneurs intégrés utilisés dans la robotique douce ont été assez rudimentaires», a déclaré Michael Wehner, ancien stagiaire postdoctoral à SEAS et co-auteur de l'article. «En imprimant directement des capteurs de liquide ionique dans ces systèmes logiciels, nous ouvrons de nouvelles voies à la conception et à la fabrication d'appareils qui permettront à terme un véritable contrôle en boucle fermée des robots logiciels.»
«Ce travail représente le dernier exemple des capacités habilitantes offertes par l'impression 3D intégrée - une technique mise au point par notre laboratoire», a déclaré Lewis.
«La fonction et la flexibilité de conception de cette méthode sont inégalées», a déclaré Truby. «Cette nouvelle encre combinée à notre processus d'impression 3D intégré nous permet de combiner à la fois la détection douce et l'actionnement dans un système robotique souple intégré.
Pour tester les capteurs, l'équipe de chercheurs a imprimé une pince robotique souple composée de trois doigts souples ou actionneurs. Pour détecter la pression de gonflage, la courbure, le contact et la température, les chercheurs ont testé la capacité de la pince. Grâce à plusieurs capteurs de contact intégrés, la pince pouvait détecter des touches légères et profondes.
«La robotique douce est généralement limitée par les techniques de moulage conventionnelles qui contraignent les choix de géométrie ou, dans le cas de l'impression 3D commerciale, la sélection des matériaux qui entrave les choix de conception», a déclaré Robert Wood, professeur Charles River d'ingénierie et de sciences appliquées à SEAS, Core Membre du corps professoral de l'Institut Wyss et co-auteur de l'article. "Les techniques développées dans le Lewis Lab ont l'opportunité de révolutionner la façon dont les robots sont créés - en s'éloignant des processus séquentiels et en créant des robots complexes et monolithiques avec des capteurs et des actionneurs intégrés."
En outre, les chercheurs espèrent utiliser la puissance de l'apprentissage automatique pour entraîner ces appareils à contenir des objets de taille, forme, texture de surface et température différentes. La recherche a été co-écrite par Abigail Grosskopf, Daniel Vogt et Sébastien Uzel, et a également obtenu le soutien de la National Science Foundation par le biais de Harvard MRSEC et du Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering.