Physique des surfaces
Des chercheurs de l'Université Simon Fraser de Vancouver ont mis au point un robot qui peut escalader des murs en utilisant un adhésif qui recrée les propriétés des "orteils collants" d'un gecko.
Leurs recherches, publiées dans Smart Materials and Structures (IOP), proposent une alternative à l'utilisation d'aimants, de ventouses ou de pinces, qui ont systématiquement échoué lors de tentatives d'escalade de surfaces lisses telles que le verre ou le plastique. Elles ouvrent également la voie à d'autres applications, allant de l'inspection de tuyaux, de bâtiments, d'avions et même de centrales nucléaires jusqu'à son utilisation dans des opérations de recherche et de secours.
Connu sous le nom de TBCP-11 (Tailless Timing Belt Climbing Platform), le robot peut passer d'une surface lisse à un mur, ou avaler des recoins à des vitesses atteignant 3,4 cm par seconde. Il est équipé de capteurs pour la détection de son environnement et pour changer de direction.
Les chercheurs ont reproduit les ventouses sèches et collantes du gecko en créant un adhésif fabriqué à partir de PDMS (Polydimethylsiloxane), et de forme similaire à des minuscules chapeaux de champignons mesurant 17 micromètres de large et 10 micromètres de long. De minuscules courroies permettent au robot de se mouvoir à la manière d'un tank, lui procurant une mobilité et une extensibilité optimales. "En utilisant une alimentation adéquate, notre robot est capable de fonctionner d'une manière autonome lorsqu'il rencontre des obstacles tels que de gros objets ou bien des murs ", dit Jeff Krahn, un des chercheurs du projet. " Mais nous sommes en train de développer une stratégie de contrôle pour être certains que le robot est doté de fonctionnalités qui le rendent totalement autonome".
Krahn précise que ce robot-prototype utilise des adhésifs dont l'action est basée sur des forces de Van der Waals [1]. "Ces adhésifs sont composés de réseaux de fibres à l'échelle microscopique qui ressemblent à des chapeaux de champignons plats", dit Krahn. "Cette structure permet aux fibres de s'adapter à des surfaces relativement rugueuses, ce qui est important pour les forces de Van der Waals".
Ce robot est unique, pas seulement par la mise en oeuvre de ces adhésifs secs, mais également parce qu'il ne possède pas vraiment d'avant ou d'arrière, comme c'est le cas pour les autres robots de type "tank". A la place, deux modules reliées par un joint actif assurent le contact des adhésifs. Dans le même temps, des capteurs détectent si le robot commence à se détacher, ce qui lui permet de s'ajuster.
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[1] forces d'attraction faibles mais qui interviennent entre molécules
Leurs recherches, publiées dans Smart Materials and Structures (IOP), proposent une alternative à l'utilisation d'aimants, de ventouses ou de pinces, qui ont systématiquement échoué lors de tentatives d'escalade de surfaces lisses telles que le verre ou le plastique. Elles ouvrent également la voie à d'autres applications, allant de l'inspection de tuyaux, de bâtiments, d'avions et même de centrales nucléaires jusqu'à son utilisation dans des opérations de recherche et de secours.
Connu sous le nom de TBCP-11 (Tailless Timing Belt Climbing Platform), le robot peut passer d'une surface lisse à un mur, ou avaler des recoins à des vitesses atteignant 3,4 cm par seconde. Il est équipé de capteurs pour la détection de son environnement et pour changer de direction.
Les chercheurs ont reproduit les ventouses sèches et collantes du gecko en créant un adhésif fabriqué à partir de PDMS (Polydimethylsiloxane), et de forme similaire à des minuscules chapeaux de champignons mesurant 17 micromètres de large et 10 micromètres de long. De minuscules courroies permettent au robot de se mouvoir à la manière d'un tank, lui procurant une mobilité et une extensibilité optimales. "En utilisant une alimentation adéquate, notre robot est capable de fonctionner d'une manière autonome lorsqu'il rencontre des obstacles tels que de gros objets ou bien des murs ", dit Jeff Krahn, un des chercheurs du projet. " Mais nous sommes en train de développer une stratégie de contrôle pour être certains que le robot est doté de fonctionnalités qui le rendent totalement autonome".
Krahn précise que ce robot-prototype utilise des adhésifs dont l'action est basée sur des forces de Van der Waals [1]. "Ces adhésifs sont composés de réseaux de fibres à l'échelle microscopique qui ressemblent à des chapeaux de champignons plats", dit Krahn. "Cette structure permet aux fibres de s'adapter à des surfaces relativement rugueuses, ce qui est important pour les forces de Van der Waals".
Ce robot est unique, pas seulement par la mise en oeuvre de ces adhésifs secs, mais également parce qu'il ne possède pas vraiment d'avant ou d'arrière, comme c'est le cas pour les autres robots de type "tank". A la place, deux modules reliées par un joint actif assurent le contact des adhésifs. Dans le même temps, des capteurs détectent si le robot commence à se détacher, ce qui lui permet de s'ajuster.
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[1] forces d'attraction faibles mais qui interviennent entre molécules
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