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Robotique : un actionneur inspiré par les concombres de mer

Actionneur pour la robotique inspiré des concombres de mer

Une équipe de chercheurs a développé un actionneur souple pour la robotique en s’inspirant du MCT des concombres de mer.

Plus puissant que les actionneurs souples traditionnels, ce nouveau dispositif développé par POSTECH s’auto-opère en utilisant l’eau comme source d’énergie. Inspiré par le tissu collagène mutable des concombres de mer, l’actionneur utilise l’hydrogel pour changer de manière très flexible.

S’inspirer des concombres de mer pour mettre au point un actionneur pour la robotique

Le corps d’un concombre de mer se compose d’un tissu collagène mutable (MCT), qui se durcit ou se ramollit en fonction de son environnement. Entre autres, l’élasticité de son corps lui permet de changer jusqu’à 10 fois en quelque seconde. En contrôlant des régulateurs chimiques, il peut former ou détruire des liaisons hydrogène dans le MCT.

C’est donc ce mécanisme qui a inspiré les chercheurs de POSTECH dirigés par le professeur Dong Sung Kim, le Dr Andrew Choi et Hyeonseok Han.

Généralement les actionneurs sont rigides et nécessitent un changement de signal électrique pour modifier leur état physique. D’autre part, les actionneurs souples utilisent l’eau comme source d’énergie. Ceux-ci sont utilisés dans la robotique douce où la liberté de mouvement joue un rôle important. Mais la plupart du temps, ils sont fragiles et lents. Pour mettre au point un actionneur plus puissant pour la robotique, les chercheurs se sont inspirés des MCT des concombres de mer.

Des centaines de fois plus puissant

L’actionneur développé par POSTECH est basé sur l’hydrogel PNIPAAm en vrac qui se caractérise par sa grande flexibilité.

L’étude a démontré que l’actionneur est 200 fois supérieur et 300 fois plus rapide que les actionneurs souples conventionnels. De plus, il peut utiliser de l’eau (jusqu’à 80 °C de température) comme source d’énergie. Par ailleurs, il retrouve sa forme initiale même après avoir été soumis à une contrainte de traction de 300 %.

Tout comme les concombres de mer, cet actionneur pour la robotique s’active au contact de l’humidité. Utilisant l’énergie chimique, il fonctionne donc dans les endroits sans électricité et sa flexibilité lui permet de s’adapter facilement à divers environnements.

D’après les chercheurs, cet actionneur peut servir dans le domaine industriel et biomédical, ainsi que dans d’autres cas d’utilisation des robots.

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