Ce qui ressemblait autrefois à de la science-fiction ne l'est plus. Et l' industrie de la robotique le sait bien car elle le vit déjà. Les robots mous sont une révolution dans la technologie des automates . Presque à l'opposé des robots mécaniques traditionnels, ces machines s'inspirent des corps flexibles des êtres vivants , tels que les humains, les animaux et les cellules. Oui, comme son nom l'indique, ils sont composés de parties souples fabriquées avec des matériaux intelligents qui font de ces parties métalliques une chose du passé.
Quelle est la grande nouvelle ? Que ces robots ont des applications en termes de détection, de déplacement, de préhension et de manipulation d'objets. Construits avec des matériaux délicats, flexibles et réalistes, ils ont le potentiel d'améliorer leurs prédécesseurs bruts à corps métallique. De telles machines pourraient explorer plus rapidement d'autres planètes ainsi que récolter en douceur des organismes des profondeurs de l'océan et même aider les chirurgiens.
Une nouvelle génération de robots mous navigue, grandit et s'auto-répare pour répondre aux attentes élevées du laboratoire. Ils sont prêts, certains le prédisent, à entrer bientôt dans nos vies.
"La communauté robotique s'est continuellement concentrée sur la science et l'ingénierie de l'autonomie. Nous avons fait des progrès dans les composants du corps mou ainsi que dans le contrôle algorithmique et nous utilisons maintenant ces progrès pour fabriquer des robots souples autonomes de plus en plus capables et autonomes », a déclaré Daniela Rus, robotique et informaticienne au Massachusetts Institute of Technology.
Autre nouveauté, les matériaux souples permettent aux robots de se déformer pour s'adapter à des environnements changeants, tels que des tunnels étroits. Ils peuvent également manipuler plus facilement des matériaux fragiles, tels que des organes humains ou des roches fragiles, sans les casser. Comment pourrait-il en être autrement, de nombreux développements en robotique douce s'inspirent des caractéristiques des organismes vivants, comme la flexibilité des pieuvres.
Un groupe de chercheurs, inspiré par les propriétés d'auto-guérison de la peau humaine, a récemment créé un robot expérimental capable de se remettre de blessures mineures. C'est que lorsqu'ils explorent différents territoires, ils sont plus sujets aux coupures et aux crevaisons que les machines rigides.
"Si nous avons nos propres parents et que nous obtenons des robots qui fonctionnent pendant des années tout en effectuant des tâches habiles, cela nous ouvre de nombreuses opportunités", déclare le co-auteur de l'étude, Robert Shepherd, ingénieur à l'Université Cornell. "Un exemple clair est l'exploration spatiale, peut-être la construction d'habitats de recherche sur la lune ou même l'étude des océans d'Europe. Dans ces environnements d'exploitation distants, les robots accumuleront des dommages et n'auront peut-être personne pour les réparer. »
Shepherd et son équipe ont conçu un robot spongieux qui non seulement guérit les dégâts, mais n'a pas besoin qu'on lui dise quand le faire. Comment fait il? Il utilise des capteurs à fibre optique et peut ainsi détecter quand votre matériau a été perforé. Il utilise ensuite un matériau hyperélastique, appelé élastomère polyuréthane urée, pour cicatriser rapidement la plaie. Mais il y a plus : le robot est également programmé pour se déplacer dans une nouvelle direction après un dommage, idéalement pour échapper à ce qui l'a causé.
le robot qui grandit
Une autre équipe a créé un robot mou qui « pousse » comme une plante ou un champignon pour une étude publiée l'an dernier dans les Actes de l'Académie nationale des sciences des États-Unis .
Les robots en croissance pourraient creuser sous terre ou établir de nouvelles infrastructures sur d'autres planètes. Mais pour grandir, les robots mous doivent généralement traîner du matériel derrière eux et l'utiliser pour imprimer en 3D de nouvelles structures. Cela peut rendre difficile pour un robot de travailler comme une personne le ferait avec un tuyau d'arrosage », explique le co-auteur de l'étude Chris Ellison, ingénieur et scientifique des matériaux à l'Université du Minnesota. "Si vous traînez votre tuyau d'arrosage autour d'un coin autour d'un arbre, la force sur le tuyau augmente", ajoute-t-il.
Les chercheurs se sont tournés vers les plantes pour trouver une solution. "Ils ne propagent pas leurs racines en traînant plus de racines derrière eux", explique Ellison. Et il ajoute : "Ils transportent des liquides puis transforment ces liquides en solides, et c'est ce qui finit par construire une structure."
Le nouveau robot de votre équipe utilise la lumière pour solidifier un liquide tout en le recrachant par un petit trou pour former un tube, s'étendant de son point de lancement aussi loin que nécessaire. "Le robot peut contrôler la forme du tube au fur et à mesure de sa croissance, ce qui lui permet de naviguer sur des chemins difficiles sans se heurter au problème du tuyau d'arrosage. Les robots pourraient un jour utiliser cette technologie pour inspecter de manière transparente les pipelines souterrains ou traverser le corps humain pour des applications médicales », ajoute Ellison.
Les ingénieurs ont également fait des progrès significatifs dans l'amélioration des capacités de détection et de mouvement des robots mous, ce qui facilitera leur déploiement dans des environnements distants.
Par exemple, le groupe de Rus a récemment construit un robot avec des réseaux de canaux remplis d'air dans tout son corps. Vous pouvez mesurer les changements de pression dans ces canaux pour déterminer où se trouvent les parties de votre corps dans l'espace, comme pour la proprioception humaine.
Robert Katzschmann, expert en robotique à l'ETH Zürich, a déclaré : « Des mains robotiques douces ouvrent une nouvelle ère pour la fabrication. Les robots droitiers pourraient s'adapter plus facilement aux paramètres d'usine s'ils avaient des mains humaines capables d'utiliser les mêmes outils que nous."
Les robots mous pourraient également trouver leur place dans les hôpitaux aux côtés des infirmières et des médecins. "Les mains secourables pourraient rendre les médicaments un peu moins chers", explique Katzschmann. Et il poursuit : « Donc, vous n'avez pas besoin de 10 personnes dans une salle d'opération. Vous pourriez n'en utiliser qu'un ou deux.
L'équipe d'Ellison affirme que leur robot pourrait un jour se développer à travers les tissus et rechercher des tumeurs cancéreuses, remplaçant potentiellement entièrement une chirurgie dangereuse. "Je pense que les robots mous sont une voie vers l'endurance et l'agilité jamais vues auparavant dans les machines artificielles", a conclu Shepherd.
Le robot qui cuisine, nettoie et range la table à la maison
Le développement de la robotique présente de nombreux avantages. Parmi eux, ils ont créé un robot avec un appareil qui a la capacité d'effectuer toutes ces tâches simplement en lui donnant des ordres. Sanctuary AI est l'entreprise à l'origine de ce projet, qui vise à être un assistant dans les tâches quotidiennes telles que cuisiner, nettoyer la vaisselle, ranger la table et un bureau. Bien que pour l'instant tout soit en phase de développement.
L'industrie de la robotique a conçu des appareils pour divers aspects, tels que ceux axés sur le travail de serveurs, de livreurs, d'agents de sécurité ou d'employés de supermarchés. Mais cette avancée se concentre sur la consommation domestique .
Plus précisément, ses créateurs le voient comme un "robot polyvalent", qui aura la capacité d'intégrer l'intelligence artificielle avec du matériel de pointe.
Les premiers détails révélés de son fonctionnement se concentrent sur le fait de le voir effectuer des tâches quotidiennes, telles que nettoyer la vaisselle, cuisiner, etc. Cependant, tout cela ne se fait pas automatiquement ; c'est-à-dire qu'il a besoin d'instructions humaines pour mener à bien chaque activité.
Une autre machine qui a été créée récemment a la capacité de percevoir les odeurs. Des scientifiques de l'université de Tel-Aviv ont mis au point un robot qui a un odorat égal à celui d'un être humain et qui peut être utilisé pour remplacer les chiens dans les aéroports pour la détection d'explosifs et de drogues.
"La création d'un robot avec un nez biologique pourrait nous aider à préserver la vie humaine et à identifier les criminels d'une manière qui n'est pas possible aujourd'hui. Certains animaux savent détecter les maladies. D'autres peuvent sentir les tremblements de terre", a déclaré le Dr Ben Maoz , membre de l'école d'ingénieurs d'où proviennent les recherches.
Pour son fonctionnement, une plateforme biohybride a été développée, qui utilise des capteurs biologiques connectés à des systèmes électroniques. De plus, il est complété par des algorithmes d'intelligence artificielle , dans un processus très similaire à la façon dont ce sens fonctionne chez les personnes.
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