Quand nous imaginons un robotnous pensons à un humanoïde de métalau robot qui nettoie une maison ou un bras mécanique de la chaîne d’assemblage. Cependant, il y a aussi d’autres robots: plus flexibles, plus adaptables et plus « doux« . Ce sont les robot douxdes machines inspirées par la nature, conçues pour s’adapter à différents types d’environnements. Font partie du robotique bio-inspiréeune branche de la robotique qui observe le comportement de la êtres vivants dans leur habitat pour développer des technologies capables d’opérer dans des environnements similaires. Par exemple, pour concevoir des robots qui se déplacent sous terre, des vers de terre sont étudiés; Pour les vols, les abeilles; Pour le transport des graines, les stratégies de plantes. Les solutions trouvées dans ces domaines s’appliquent souvent également en dehors du contexte pour lesquelles elles sont nés, dans des domaines tels que la médecine ou l’exploration spatiale.
Dans cet article, nous voyons quels sont les robots bio-inspirés et, en particulier, les robots inspirés par le pieuvredes animaux qui ont proposé des idées fondamentales pour concevoir des machines capables de explorer le fond de la mer Marini, récupérer objets Dans les espaces extrêmement restreints e saisir éléments formes Très différent parmi eux.
Quels sont les robots et ce qu’est la robotique bio-inspirée
Les robots sont machines programmablescapable de réaliser des devoirs automatiquement ou à distance. Ils sont généralement composés de trois éléments fondamentaux: capteurs pour percevoir l’environnement (comme les caméras ou les microphones); actionneurs interagir avec l’extérieur (moteurs, roues, étriers); et ununité de contrôlec’est-à-dire le « cerveau » du système, pour traiter les données collectées par les capteurs et transmettre des ordres aux actionneurs.
Traditionnellement, les robots ont été utilisés dans des environnements contrôlés, tels que les chaînes d’assemblage, où ils peuvent toujours répéter les mêmes opérations. Mais que se passe-t-il si nous devons travailler dans un environnement non structuréqui change et change, comme l’environnement naturel? Pour répondre à ce défi, le Robotique bio-inspirée: un domaine de recherche scientifique et technologique qui s’inspire du monde naturel, en particulier de êtres vivantspour concevoir robots et machines. L’idée à la base est d’observer comment les organismes se comportent – comment ils se déplacent, s’adapter, interagir avec l’environnement – et essayer de imitez ces comportements Pour créer de nouvelles technologies.
Robot avec tentacules de poulpe: ils sont parfaits pour récupérer les objets de toute forme
La pieuvre est un animal extrêmement intéressant pour la robotique bio-inspirée. Son corps, complètement sans squelette, est extrêmement flexible Et il peut se déformer pour parcourir des espaces très proches. Mais il est non seulement doux: il peut aussi Righipte sélectivement les membres et appliquer de grandes forces grâce à son système musculaire. Les huit tentacules sont hydrostat musculairedes organes musculaires qui n’ont pas besoin du soutien d’un os, comme le langue humain ou le tronc de l’éléphant. Ils sont constitués de trois types de fibres musculaires – transversale, longitudinale et oblique – qui, en combinant, permettent au tentacule se plier, s’étirer, raccourcir ou se tordre dans n’importe quelle direction. La réplication de cette capacité est un grand défi pour l’ingénierie robotique.
Un autre élément fondamental est le venteuxdistribué le long de la partie interne des tentacules. Chacun peut en générer un pression forte négatif (jusqu’à −65 kPa) permettant à la pieuvre de adhérer aux surfaces irrégulières ou Viscide et saisir des objets avec précision. La combinaison de la force, du contrôle et de l’adaptabilité fait de la pieuvre une source idéale d’inspiration pour développer des robots capables de fonctionner dans des environnements non structurés.
Les robots inspirés par Octopus: de la pieuvre aux spirobs
Ces dernières années, plusieurs robots ont été développés inspirés par la pieuvre, qui essaient d’imiter leurs caractéristiques biologiques. L’un des pionniers sur le terrain est Pieuvreun projet européen dirigé par la Sant’anna Superior School of Pise. Ce robot a des tentacules avec l’extérieur entièrement en silicone, déplacé par des ressorts métalliques qui contractent le passage du courant et sont capables de saisir des objets aux formes irrégulières. Sa création, il y a plus de 15 ans, a lancé une série de projets plus sophistiqués.
https://www.youtube.com/watch?v=xn-bg8_aazm
Par exemple, dans Gênes, leIit (Italian Institute of Technology) a développé un Bras robotique doux conçu pour explorer des environnements étroits, comme tuyaux industriels juste 7 cm de diamètre. Ce robot est entièrement fait de silicones plus ou moins douces à l’intérieur desquelles les câbles métalliques sont insérés. Le Venteux artificielinspiré directement par ceux de la pieuvre, augmentez la force de préhension par rapport aux systèmes sans vent jusqu’à 12,5 fois, permettant la récupération d’objets en saleté, submergé ou sous pression (jusqu’à 18 bar).
https://www.youtube.com/watch?v=upy_47_5gy
En 2020, des chercheurs de la Université de Harvard et du Université de Beihang Ils ont encore amélioré ce système et présenté un bras doux Avec un vent biomimétique et une forme effilée optimisée. La conception des sous-tasses, bien que simplifiées par rapport au modèle biologique, permet au robot de s’adapter aux objets de formes, de dimensions et de surfaces très différentes, des œufs aux smartphones et des surfaces lisses, rugueuses, plates ou courbes.
https://www.youtube.com/watch?v=8ixncy4l_nc
Enfin, en 2024, il a été introduit Spirobsune nouvelle classe de robot inspirée par le spirale logarithmiqueforme commune également dans les tentacules de la pieuvre. Les spirobs, contrôlés via des câbles et entièrement imprimés en 3D, peuvent élever des objets jusqu’à 260 fois votre poids. Il existe des versions miniaturisées, montées sur des drones ou avec des combinaisons de plus d’armes pour envelopper et élever des objets. Le projet est Open source, C’est-à-dire disponibles et librement reproductibles, afin que les passionnés puissent l’imprimer et le recréer à la maison.
https://www.youtube.com/watch?v=v3Dyocsg5yk