Une équipe d’ingénieurs de l’université Cornell a mis au point un robot souple capable de détecter quand et où il a été endommagé avant de se guérir immédiatement.
Cette recherche, intitulée « Autonomous self-healing optical sensors for damage intelligent soft-bodied systems », a été publiée dans Science Advances.
Rendre les robots plus endurants et plus agiles
Rob Shepherd est professeur associé d’ingénierie mécanique et aérospatiale.
« Notre laboratoire essaie toujours de rendre les robots plus endurants et plus agiles, afin qu’ils fonctionnent plus longtemps avec plus de capacités », a-t-il déclaré. « Si vous faites fonctionner des robots pendant une longue période, ils vont accumuler des dommages. Et donc, comment pouvons-nous leur permettre de réparer ou de traiter ces dommages ? »
Le laboratoire de robotique organique du professeur a été chargé de mettre au point des capteurs à fibres optiques extensibles destinés à être utilisés dans les robots mous et les composants connexes. Ces capteurs peuvent être utilisés de différentes manières, notamment pour la peau et les technologies portables.
Selon Shepard, la première étape des capacités d’autoréparation consiste à permettre au robot d’identifier que quelque chose doit être réparé. Pour y parvenir, l’équipe a créé une technique innovante faisant appel à des capteurs à fibres optiques associés à des lumières LED capables de détecter d’infimes changements à la surface du robot.
Les capteurs sont associés à un élastomère polyuréthane-urée qui intègre des liaisons hydrogène, ce qui permet une guérison rapide. Il existe également des échanges de disulfures qui augmentent la résistance.
Système d’auto-guérison SHeaLDS
Ce nouveau système a été utilisé pour créer les SHeaLDS, qui sont des guides de lumière autocicatrisants pour la détection dynamique. Ils fournissent un robot souple résistant aux dommages et capable de se guérir lui-même des coupures à température ambiante, le tout sans aucune intervention extérieure.
Les chercheurs ont installé les SHeaLDS dans un robot souple ressemblant à une étoile de mer à quatre pattes. Ils l’ont ensuite équipé d’un système de rétroaction et ont percé l’une de ses pattes à six reprises. Le robot a été capable de détecter les dommages et de guérir lui-même chaque coupure en une minute environ, et il a pu adapter sa démarche de manière autonome en fonction des dommages détectés.
Bien que le matériau soit incroyablement robuste et résistant, il est important de noter qu’il n’est pas indestructible.
« Ils ont des propriétés similaires à celles de la chair humaine », a déclaré Shepherd. « On ne guérit pas bien du brunissement, de l’acide ou de la chaleur, car cela modifie les propriétés chimiques. Mais nous pouvons faire un bon travail de guérison des coupures »
L’équipe va maintenant chercher à intégrer SHeaLDS avec des algorithmes d’apprentissage automatique capables de reconnaître les événements tactiles pour créer un robot durable doté d’une peau auto-cicatrisante. Cette même peau peut également être utilisée pour détecter son environnement et accomplir un large éventail de tâches.
