Peut marcher sur la tranche d'une pièce de monnaie ! Le plus petit robot crabe terrestre est lancé et pourrait être utilisé à l'avenir pour des chirurgies mini-invasives

Ce micro-robot "à marche latérale" est tellement mignon !

Science Robotics a publié en mai une étude de l'Université Northwestern, qui a introduit un robot terrestre multi-matériaux de niveau submillimétrique.

Selon les rapports, ce robot s'inspire d'un crabe. Sa taille miniature et son allure flexible permettent à ce petit robot de marcher librement sur la tranche d'une pièce de monnaie tout en étant télécommandé.

À l’avenir, ce robot pourra être utilisé pour des opérations en espace confiné et même des chirurgies mini-invasives.

Lien papier :

https://www.science.org/doi/10.1126/scirobotics.abn0602.

Inspiré du "Peeping Toe Crab", c'est le plus petit micro-robot terrestre

D'après l'apparence, ce robot a 8 pattes et une paire de pinces. Le corps rond ressemble beaucoup à un crabe. inspiré par un type de crabe - le "crabe voyeur"

Le chercheur principal de l'étude, John A. Rogers, a déclaré que leurs travaux complètent ceux d'autres scientifiques travaillant sur des robots à l'échelle millimétrique, tels que des vers. milieu liquide flagellé.

Mais à sa connaissance, leur microrobot crabe est le plus petit robot terrestre, mesurant seulement un demi-millimètre de large, capable de marcher sur des surfaces solides en plein air.

Le robot est composé de trois matériaux clés : un polymère de qualité électronique pour le corps et les membres ; un alliage à mémoire de forme (SMA) qui forme les pièces « mobiles » et une fine couche de verre pour l'extérieur ; . Os pour augmenter la rigidité de la structure.

Rogers a ajouté qu'ils ne sont pas limités par ces matériaux spécialisés, cependant, son équipe étudie des moyens d'intégrer des matériaux semi-conducteurs et d'autres types de conducteurs.

L'alliage à mémoire de forme (SMA) aide le « petit crabe » à bouger

Grâce à la présence de l'alliage à mémoire de forme (SMA), ce petit robot est capable de se déplacer rapidement. Ce type de matériau subit un changement de phase à une certaine température, provoquant un changement de forme.

Rogers a déclaré : « Donc, vous créez le matériau dans une géométrie initiale, vous le déformez, puis lorsque vous le chauffez, il revient à la géométrie initiale… Nous utilisons le changement de forme comme une sorte d'actionneur mécanique ou une sorte de muscle. . Les bases."

Pour faire chauffer le métal à mémoire, les chercheurs ont utilisé un faisceau laser pour se concentrer sur le robot.

Rogers a déclaré : « Chaque fois qu’un faisceau laser éclaire les pièces en alliage à mémoire de forme du robot, il provoque un changement de phase et un mouvement correspondant. Lorsque le faisceau laser s’éloigne, ces pièces se refroidissent rapidement et la géométrie du membre revient.

Ainsi, des points laser balayant le corps du robot peuvent activer séquentiellement diverses articulations pour établir la démarche et la direction du mouvement.

Bien que cette approche ait ses mérites, Rogers souhaite explorer davantage d'options. "Avec les lasers, vous avez besoin d'une sorte d'accès optique... (mais) selon l'endroit où vous voulez que le robot travaille, cette approche est réalisable", a déclaré Rogers

Philosophie naturelle pour la microrobotique

Ce n'est pas le cas. C'est la première fois que Rogers construit des robots de taille submillimétrique qui font référence à des éléments de la nature.

Son laboratoire a développé de minuscules structures ressemblant à des vers et des coléoptères, et même une micropuce ailée qui se déplace passivement dans l'air selon le même principe que le vent propage les graines.

En 2015, Rogers et ses collègues ont également publié un article sur la façon d'utiliser le concept de « kirigami » issu de l'art japonais du kirigami (comme ceux vus dans les livres pop-up) pour concevoir des robots.

Ils ont utilisé des piles multicouches haute fidélité de matériaux à motifs soutenus par des tranches de silicium, mais bien que ces matériaux soient utiles pour les circuits intégrés, ils "ne sont pas bons pour les robots", a déclaré Rogers, car ils sont plats. Afin de les amener dans la troisième dimension, l’étude des principes du Qi est un point de départ.

Comme Rogers l'a souligné, leurs recherches sont actuellement purement exploratoires, essayant d'introduire des idées supplémentaires dans l'ingénierie microrobotique.

« Nous pouvons déplacer ces robots et les faire aller dans des directions différentes, mais ils n’effectuent pas de tâches spécifiques », a-t-il déclaré.

Par exemple, même si le robot crabe a des griffes, celles-ci sont uniquement à des fins visuelles, elles ne bougent pas et n'attrapent pas d'objets. "La création de capacités pour l'exécution de missions sera la prochaine étape de la recherche dans ce domaine", a-t-il déclaré. Aujourd'hui, cependant, la création de structures 3D multi-matériaux et l'utilisation du SMA pour l'actionnement bidirectionnel sont deux éléments clés de la contribution de son équipe à une recherche plus large.

Pour aller plus loin, lui et ses collègues réfléchissent à la manière d'augmenter la capacité de saisir ou de manipuler des objets à cette échelle et à ajouter des microcircuits, des capteurs numériques et des communications sans fil aux robots. Par exemple, la communication entre robots pourrait leur permettre de travailler en essaim. Un autre domaine de recherche consiste à ajouter une sorte d'alimentation électrique locale alimentée par le photovoltaïque, par exemple, pour fournir un chauffage localisé via un microcontrôleur de manière séquentielle dans le temps afin de contrôler les mouvements.

En termes d'applications potentielles, Rogers envisage d'utiliser des microrobots pour travailler dans des espaces confinés, principalement pour des chirurgies mini-invasives, et secondairement pour des véhicules utilisés pour construire d'autres micromachines. Mais il prône également la prudence : « Je ne veux pas exagérer ce que nous faisons. Il est facile de fantasmer sur ces robots pénétrant dans le corps et réalisant des choses puissantes sur le plan médical. (Mais) c'est là que nous voulons être, et c'est C'est ce qui motive une grande partie de notre travail.

https://www.science.org/doi/10.1126/scirobotics.abn0602.

https://www.nature.com/articles/s41586-021-03847-y.
• https://www.pnas.org/doi/full/10.1073/pnas.1515602112.

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