Nouveau procédé automatisé pour la fabrication de robots
Des chercheurs de l’Université de technologie et de design de Singapour (SUTD) ont mis au point un procédé qui permet de personnaliser les propriétés mécaniques des robots de manière accessible. Les robots sont souvent décrits comme des structures métalliques rigides, mais une nouvelle catégorie de machines souples, les robots mous, gagne du terrain. Ce mouvement s’inspire des formes souples des organismes vivants et les robots mous ont de nombreuses applications dans les domaines de la détection, du mouvement et de la préhension. Cependant, les robots sont le plus souvent fabriqués par moulage manuel, ce qui limite leur complexité.
L’utilisation de l’impression 3D permet des conceptions robotiques plus complexes
L’impression 3D, ou fabrication additive, entre en jeu car elle facilite la répétabilité et permet des conceptions plus complexes, ce qui améliore ensuite la qualité et les performances. L’impression 3D embarquée est particulièrement adaptée à la fabrication de robots souples composés de plusieurs matériaux ou de composites. L’optimisation de la topologie (TO), qui consiste à utiliser des modèles mathématiques pour concevoir des structures sur mesure, entre également en jeu. L’automatisation de ces deux étapes clés a permis de mettre en place un flux de travail intégré pour personnaliser les robots souples tout en réduisant les erreurs.
Mise à l’épreuve de la natation dans des environnements difficiles
L’exemple utilisé par les chercheurs était un robot autonome nageur inspiré des batoïdes, c’est-à-dire des types de raies, qui sont apparentés aux requins. La géométrie de l’aileron du robot a été définie, après quoi le TO a été utilisé pour générer la structure et les propriétés dans le respect des contraintes de matériau et de mouvement prescrites. La conception est ensuite transformée en code qui est lu par les imprimantes 3D, qui fabriquent à leur tour le robot. Les robots de natation ont été conçus pour survivre aux conditions difficiles de l’environnement marin et pour tester comment les changements dans un tel environnement pourraient avoir un impact sur les performances de natation et la vitesse de mouvement du robot fabriqué.
L’aileron composite du robot mou fabriqué à l’aide de la méthode de travail intégrée s’est avéré être 40 % plus rapide et avait le plus petit rayon de braquage, ce qui le rendait plus apte à manœuvrer dans l’eau. Cette nouvelle méthode de fabrication peut également être appliquée à la conception d’autres types de robots, qui peuvent être utilisés pour différentes choses et pour différentes activités.