Tech

Des robots miniatures capables de tirer cent fois leur poids

ActualitéClassé sous :robotique , micro-robots , gecko

Ils ne pèsent que quelques grammes, mais ils sont doués d'une force impressionnante. Les MicroTugs de l'université de Stanford (États-Unis) tractent à l'horizontale ou à la verticale des charges 100 fois supérieures à leur poids. Leur secret : leur pattes adhésives imitant celles des geckos.

Ce petit robot nommé MicroTug qui pèse seulement 12 grammes est en train de tracter une tasse à café d’un poids de 600 grammes. Pour ne pas déraper, il s’aide d’un adhésif ingénieurs, placé sous son ventre et inspiré des pattes du gecko. © Biomimetics and Dexterous Manipulation Lab, Stanford University, YouTube

La taille ne fait pas nécessairement la force. Voilà une vérité qui sied on ne peut mieux aux étonnants robots miniatures de l'université de Stanford. Ils ne pèsent pour l'un d'eux que quelques milligrammes, mais ils sont capables de tracter, même sur une surface verticale, des objets qui peuvent peser jusqu'à 100 fois leur poids. Ces MicroTugs ont été mis au point par une équipe du Biomimetics and Dexterous Manipulation Lab, qui a créé trois modèles de mini-robots. Le premier MicroTug pèse 12 grammes et produit une force de traction horizontale de 40 newtons. Dans cette vidéo publiée sur YouTube, on voit le petit engin tirer derrière lui une tasse à café pleine dont le poids total est de 600 grammes.

Le deuxième MicroTug pèse seulement 9 grammes et peut grimper le long d'une paroi verticale en tirant une charge d'un kilogramme, en l'occurrence son ancêtre nommé Stickybot. Dans cette autre vidéo YouTube, on peut le voir évoluer ainsi que son minuscule petit frère qui ne pèse que 20 milligrammes et peut tracter 500 milligrammes.

Ce MicroTug est le modèle qui pèse 9 grammes et peut grimper le long d'une paroi verticale en tirant une charge d’un kilogramme. Il est muni de deux pattes adhésives qui s’actionnent à tour de rôle en imitant le mouvement de déplacement d’une chenille. © Biomimetics and Dexterous Manipulation Lab, Stanford University, YouTube

Inspirés du gecko et de la chenille

Ces trois robots ont en commun un système de pattes adhésives dont la conception est directement inspirée des geckos. Les secrets du fameux « effet ventouse » dont ces reptiles se servent pour grimper aux murs ont été percés en 2002 et modélisés l'année dernière. La surface des pattes des geckos est formée de lamelles portant des millions de micropoils (des sétules, de leur vrai nom), chacun portant des poils encore plus petits, d'environ 200 nanomètres de long. La patte ne colle pas à proprement parler, l'adhérence provient des forces dites de van der Waals, qui apparaissent entre molécules et sont de nature électromagnétique. Chez le gecko, cette adhérence se crée lorsque ces poils s'étalent sur la surface selon un angle oblique, avec une force d'autant plus élevée que les poils sont proches de la parallèle à la surface. Le phénomène s'interrompt à l'instant où le lézard lève la patte et que les micropoils reprennent leur position perpendiculaire. C'est ainsi que le gecko peut coller et décoller ses pattes en l'espace d'une seconde et évoluer sur pratiquement tout type de surfaces et dans tous les angles.

Les pattes des MicroTugs sont recouvertes d'un adhésif directionnel, ou anisotrope, qui est recouvert de picots en caoutchouc imitant les micropoils du gecko. Lorsqu'une pression s'exerce, les picots s'inclinent pour augmenter leur surface de contact et par là même leur adhérence. Et quand le robot lève sa patte, les picots se redressent et se détachent immédiatement. Pour avancer à l'horizontale tout en tirant sa charge, le MicroTugs plaque son ventre adhésif contre la surface et actionne un treuil électrique qui enroule le câble nylon auquel l'objet qu'il tracte est attaché. Grâce à ses deux bras motorisés montés sur roulettes, il se redresse pour décoller puis avancer, et ainsi de suite.

Les deux MicroTugs grimpeurs utilisent un mode de déplacement qui s'inspire des chenilles. Ils sont dotés de deux pattes adhésives indépendantes qui avancent l'une après l'autre. L'adhérence est provoquée alternativement entre les pattes avant et arrière, l'une tire la charge tandis que l'autre adhère pour maintenir le robot. Les chercheurs de Stanford présenteront leurs travaux le mois prochain à la conférence IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA). Leur objectif est de transformer cet adhésif en un produit commercial et de l'appliquer notamment à des robots de plus grande taille qui pourraient servir à tracter des charges lourdes dans des usines ou sur des sites de construction.