
Regardez des essaims de robots « ressemblant à des fourmis » conquérir des obstacles et transporter de lourdes charges
Robots soulevant et objet. Crédit : Device/Yang et Won et al.
Des scientifiques sud-coréens ont développé des essaims de minuscules robots magnétiques qui travaillent ensemble comme des fourmis pour accomplir des prouesses herculéennes, notamment traverser et ramasser des objets plusieurs fois plus grands.
Les résultats, publiés le 18 décembre dans Appareilsuggèrent que ces essaims de microrobots – fonctionnant sous un champ magnétique rotatif – pourraient être utilisés pour accomplir des tâches difficiles dans des environnements difficiles que les robots individuels auraient du mal à gérer, comme offrir un traitement mini-invasif pour les artères obstruées et guider avec précision les organismes.
“La grande adaptabilité des essaims de microrobots à leur environnement et le niveau élevé d’autonomie dans le contrôle des essaims étaient surprenants”, déclare l’auteur Jeong Jae Wie du Département d’ingénierie organique et nano de l’Université Hanyang de Séoul, en Corée du Sud.
Wie et ses collègues ont testé l’efficacité avec laquelle les microrobots pullulent avec différentes configurations d’assemblage et effectuent diverses tâches. Ils ont découvert que des essaims dotés d’un assemblage à rapport d’aspect élevé pouvaient escalader un obstacle cinq fois plus haut que la longueur du corps d’un seul microrobot et se précipiter, un par un, par-dessus un obstacle.
Un grand essaim de 1 000 microrobots à haute densité formait un radeau qui flottait sur l’eau et s’enroulait autour d’une pilule qui pesait 2 000 fois plus que chaque robot individuel, permettant à l’essaim de transporter le médicament à travers le liquide.
Sur la terre ferme, un essaim de robots a réussi à transporter une cargaison 350 fois plus lourde que chaque individu, tandis qu’un autre essaim de microrobots a réussi à déboucher des tubes qui ressemblaient à des vaisseaux sanguins obstrués. Enfin, grâce à des mouvements de rotation et de traînage orbital, l’équipe de Wie a développé un système grâce auquel des essaims de robots pourraient guider les mouvements de petits organismes.
Les scientifiques s’intéressent de plus en plus à l’étude de la manière dont des essaims de robots peuvent atteindre collectivement des objectifs, en s’inspirant de la façon dont les fourmis se regroupent pour combler une brèche sur un chemin ou se regroupent sous la forme d’un radeau pour survivre aux inondations.
De même, travailler ensemble rend les robots plus résistants à l’échec : même si certains membres du groupe n’atteignent pas l’objectif, les autres continuent d’exécuter leurs mouvements programmés jusqu’à ce qu’un nombre suffisant d’entre eux réussissent.
“Les recherches précédentes sur la robotique en essaim se sont concentrées sur les robots sphériques, qui se rassemblent par contact point à point”, explique Wie. Dans cette étude, les chercheurs ont conçu un essaim composé de microrobots en forme de cube, qui partagent des attractions magnétiques plus fortes puisque de plus grandes surfaces – des faces entières de chaque cube – peuvent entrer en contact.
Chaque microrobot mesure 600 micromètres de haut et se compose d’un corps époxy incrusté de particules de néodyme-fer-bore ferromagnétique (NdFeB), ce qui lui permet de répondre aux champs magnétiques et d’interagir avec d’autres microrobots. En alimentant les robots avec un champ magnétique généré par la rotation de deux aimants connectés, l’essaim peut s’auto-assembler.
Les chercheurs ont programmé les robots pour qu’ils se réunissent dans différentes configurations en faisant varier l’angle selon lequel les robots étaient magnétisés.
“Nous avons développé une méthode de production de masse rentable utilisant le moulage et la magnétisation de répliques sur site, garantissant ainsi une géométrie et des profils de magnétisation uniformes pour des performances constantes”, explique Wie.
“Bien que les résultats de l’étude soient prometteurs, les essaims auront besoin de niveaux d’autonomie plus élevés avant d’être prêts pour des applications réelles”, explique Wie.
“Les essaims de microrobots magnétiques nécessitent un contrôle magnétique externe et n’ont pas la capacité de naviguer de manière autonome dans des espaces complexes ou confinés comme de vraies artères”, dit-il.
“Les recherches futures se concentreront sur l’amélioration du niveau d’autonomie des essaims de microrobots, comme le contrôle en temps réel de leurs mouvements et trajectoires.”
Plus d’informations :
Intelligence par essaim magnétique d’assemblages de microrobots programmables produits en série pour une exécution de tâches polyvalente, Appareil (2024). DOI : 10.1016/j.device.2024.100626. www.cell.com/device/fulltext/S2666-9986(24)00583-0
Citation: Regardez des essaims de robots « ressemblant à des fourmis » conquérir des obstacles et transporter de lourdes charges (18 décembre 2024) récupéré le 19 décembre 2024 sur
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