Picotaur, le microrobot sans égal
Picotaure sur une feuille. Crédit : Carnegie Mellon University, College of Engineering
Imaginez : des centaines de robots de la taille d’une fourmi grimpent sur les décombres, sous les rochers et entre les débris pour inspecter les dégâts d’un bâtiment effondré avant que des sauveteurs humains n’explorent sur place.
En réduisant la taille des robots à pattes à celle d’un insecte, on peut accéder à des espaces restreints inaccessibles aux humains et aux grands robots. Un essaim de petits robots peut même collaborer comme leurs homologues insectes pour transporter des objets et se protéger les uns les autres. Picotaur, un nouveau robot issu des laboratoires de Sarah Bergbreiter et Aaron Johnson, est le premier de sa taille, capable de courir, de tourner, de pousser des charges et de monter des escaliers miniatures.
« Ce robot est doté de jambes actionnées par plusieurs actionneurs, ce qui lui permet d’atteindre diverses capacités de locomotion », explique Sukjun Kim, un récent doctorant conseillé par Bergbreiter. « Grâce à ses multiples schémas de marche, il peut marcher comme d’autres robots hexapodes, de manière similaire à celle d’un cafard, mais il peut également sauter du sol pour surmonter des obstacles. »
Le robot de 7,9 mm a été imprimé en 3D à l’aide de la polymérisation à deux photons, un procédé qui a déjà fait ses preuves dans la construction de divers systèmes robotiques à petite échelle en laboratoire, tels que des microrobots, des micropinces, des micronageurs et des microcapteurs. Les travaux sont publiés dans la revue Systèmes intelligents avancés.
« Grâce à ce procédé, nous avons pu miniaturiser le mécanisme de liaison à deux degrés de liberté qui permet au Picotaur de franchir des hauteurs de marche et d’alterner facilement entre la marche et le saut », a déclaré Bergbreiter, professeur de génie mécanique.
Kim a testé la capacité de Picotaur à pousser des charges en créant un terrain de football miniature. Il a découvert que le robot avait suffisamment de force pour pousser le ballon, puis tourner, se réorienter et suivre le ballon jusqu’au filet.
« Historiquement, la technologie de microfabrication était limitée à la fabrication de dispositifs à micro-échelle dans des espaces bidimensionnels, comme pour l’industrie des semi-conducteurs », a déclaré Kim.
« Nous avons désormais la capacité d’étendre l’espace de conception de la 2D à la 3D. Nous pouvons appliquer ce processus pour créer d’autres systèmes robotiques à petite échelle destinés à diverses applications, par exemple des micropinces pour saisir et livrer de petits objets pour des applications chirurgicales et des applications de fabrication à micro-échelle. »
La microrobotique étant encore à ses débuts, il reste encore des défis à relever avant de voir des robots entièrement intégrés sur le terrain. Par exemple, l’équipe espère explorer la possibilité d’ajouter des cellules solaires au sommet du robot pour qu’il puisse être alimenté sans fil.
« Maintenant que nous voyons et acceptons des systèmes robotiques de plus grande taille dans le monde, j’espère que grâce à ce travail, les gens pourront imaginer des robots à petite échelle travaillant autour de nous et comprendre que ce futur n’est pas si lointain », a déclaré Kim. « Nous pouvons commencer à réfléchir aux domaines dans lesquels les micro-robots pourraient être utiles et même trouver des applications auxquelles nous n’avons pas encore pensé. »
Plus d’informations :
Sukjun Kim et al, Picotaur : un robot hexapédique de 15 mg avec des jambes imprimées en 3D et entraînées électrostatiquement, Systèmes intelligents avancés (2024). DOI : 10.1002/aisy.202400196
Fourni par l’Université Carnegie Mellon Génie mécanique
Citation: Picotaur, le microrobot sans égal (2024, 9 août) récupéré le 9 août 2024 à partir de
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