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Posté par Redbran le Jeudi 07/09/2017 à 12:00
L'auto guérison des robots mous

Illustration: projet BruBotics
Des robots qui s'auto-guérissent? Un autre concept de science-fiction en passe de devenir une réalité.

Si vous vous coupez ou vous déchirez un muscle, avec le temps vous finirez par aller mieux. Des chercheurs d'une université belge ont étendu cette propriété d'autoguérison aux robots mous.

Des roboticiens de la Vrije Universiteit Brussel (VUB), forts des connaissances du projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et l’intégration d’une grande diversité de...) SPEAR financé par l'UE, ont conçu des robots mous capables de s'auto-guérir. Une nouvelle recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension...) publiée dans la revue Science (La science (latin scientia, « connaissance ») est, d'après le dictionnaire Le Robert, « Ce que l'on sait pour l'avoir appris, ce que l'on tient pour vrai au sens large. L'ensemble de connaissances, d'études...) Robotics souligne les résultats obtenus par l'équipe.

Les robots sont fabriqués à partir de matériaux flexibles qui leur permettent de saisir des objets délicats, les destinant ainsi à une utilisation dans l'industrie alimentaire ou dans la chirurgie (La chirurgie est une technique médicale consistant en une intervention physique sur les tissus, notamment par incision et suture. Un médecin spécialisé dans cette discipline est un chirurgien. Un acte...) mini-invasive, entre autres applications. Les robots «mous» sont également utilisés pour la rééducation et les prothèses de bras. Leur forme leur permet d'amortir les chocs et les protège des impacts mécaniques mais, comme l'affirment les chercheurs dans leur document (Dans son acception courante un document est généralement défini comme le support physique d'une information.), «(...) les matériaux souples utilisés pour leur fabrication sont très fragiles et peuvent subir des coupures et des perforations causées par des objets tranchants présents dans les environnements non contrôlés et imprévisibles dans lesquels ils opèrent.»

Les robots mous peuvent servir pour circuler sur des terrains accidentés ou pénétrer dans de minuscules interstices. En contact avec d'autres objets, les actionneurs souples peuvent s'adapter à leur forme, devenant ainsi de bons candidats pour équiper des pinces devant manipuler des objets souples, comme des fruits ou des légumes. Une grande partie de la robotique molle se fait par commande (Commande : terme utilisé dans de nombreux domaines, généralement il désigne un ordre ou un souhait impératif.) pneumatique, et la pression (La pression est une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée à la surface sur laquelle elle s'applique.) supplémentaire exercée est une cause courante de dégât. Afin de maximiser les bénéfices potentiels de cette robotique tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) en essayant de minimiser le coût et les pertes de temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) occasionnées par leur fragilité, (les robots pneumatiques mous sont sujets aux perforations et fuites dues aux pressions excessives ou à l'usure au cours de l'opération), l'équipe a construit des robots mous faits uniquement d'élastomères autocicatrisants.

Les chercheurs ont utilisé des polymères Diels-Alder dans leur fabrication afin de développer trois applications d'actionneurs pneumatiques souples autocicatrisants (une main (La main est l’organe préhensile effecteur situé à l’extrémité de l’avant-bras et relié à ce...) souple, une pince (Une pince est un dispositif mécanique ou un outil, ayant pour fonction de pincer quelque chose d'autre, c'est-à-dire serrer pour saisir ou maintenir.) souple, et des muscles artificiels). À l'aide de ces matériaux souples, une conformité inhérente est créée, comparable à la conformité biologique des organismes naturels. La méthode de fabrication des actionneurs exploite le comportement autocicatrisant des matériaux. Ces polymères ont ainsi eu la possibilité de corriger les dégâts microscopiques et macroscopiques, en retrouvant d'abord leurs formes d'origine puis en se guérissant complètement.

L'équipe a porté son choix sur les trois applications qui ont la portée la plus large: une main souple qui intéressait l'équipe en raison de son utilisation potentielle dans des robots sociaux, actifs dans des environnements dynamiques qui n'ont pas été préprogrammés. En tant que tels, ils sont susceptibles de rencontrer des objets tranchants, comme des arêtes métalliques, du verre (Le verre, dans le langage courant, désigne un matériau ou un alliage dur, fragile (cassant) et transparent au rayonnement visible. Le plus souvent, le verre est constitué d’oxyde...) brisé, des plastiques tranchants, ou juste la tranche d'un morceau de papier (Le papier (du latin papyrus) est une matière fabriquée à partir de fibres cellulosiques végétales et animales. Il se présente sous forme de feuilles minces et est...).

Ensuite, ils ont travaillé sur une pince pneumatique souple qui pourrait être utilisée pour manipuler les objets délicats, par exemple dans le tri et l'emballage de fruits et légumes, où des extrémités tranchantes pourraient représenter un danger.

La troisième application était les muscles artificiels pneumatiques contractiles souvent utilisés pour intégrer un degré de conformité aux systèmes robotiques. Ces derniers peuvent produire des niveaux de force (Le mot force peut désigner un pouvoir mécanique sur les choses, et aussi, métaphoriquement, un pouvoir de la volonté ou...) élevés mais au prix d'une surpression qui peut conduire à une usure accrue et à la formation de perforations et de fuites.

Les chercheurs sont parvenus à établir un dégât macroscopique réaliste qui pourrait être complètement guéri à l'aide d'un traitement thermique (Le traitement thermique d'une pièce consiste à lui faire subir des transformations de structure grâce à des cycles prédéterminés...) modéré. Dans les trois applications, les dégâts peuvent être totalement réparés à l'aide d'une procédure d'auto-guérison nécessitant une chaleur (Dans le langage courant, les mots chaleur et température ont souvent un sens équivalent : Quelle chaleur !) moyenne (La moyenne est une mesure statistique caractérisant les éléments d'un ensemble de quantités : elle exprime la grandeur...) (80° C). Aucun point (Graphie) faible n'a été créé à l'endroit de la cicatrice (Une cicatrice est la partie visible d'une lésion du derme après que le tissu se soit réparé, suite à une incision effectuée au cours d'une opération ou à une blessure.), et les performances de l'actionneur ont été presque entièrement récupérées après chaque cycle de guérison.

Les matériaux d'auto-guérison sont un phénomène relativement récent; le terme a fait son apparition en 2001. Ils sont aujourd'hui utilisés comme revêtements pour téléphones portables capables d'auto-réparer les rayures; l'industrie automobile (Une automobile, ou voiture, est un véhicule terrestre se propulsant lui-même à l'aide d'un moteur. Ce véhicule est conçu pour le transport terrestre de personnes ou de marchandises, elle est...) utilise également ces matériaux. Les applications potentielles dans le secteur aérospatial sont très prometteuses et des films autocicatrisants étirables en cours de développement présentent un fort potentiel en tant que peau (La peau est un organe composé de plusieurs couches de tissus. Elle joue, entre autres, le rôle d'enveloppe protectrice du corps.) artificielle.

Le projet SPEAR (Series-Parallel Actuators for Robotics) a pour mission de relever tous les défis de la recherche et d'explorer les frontières de cette nouvelle application, avec un énorme impact sur tous les systèmes techniques utilisant des actionneurs, notamment en robotique.

Pour plus d'informations voir: site web (Un site Web est un ensemble de pages Web hyperliées entre elles et mises en ligne à une adresse Web. On dit aussi site Internet par...) du projet

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Source: CORDIS-Europa