Qu’est-ce qu’un ver, une méduse et une batterie ont en commun? La réponse est dans un laboratoire de l’Université Cornell, où je Robot modulaire Ils n’imitent pas seulement la nature, ils les dépassent. Ici, l’énergie n’est pas stockée dans de lourds accumulateurs, mais s’écoule littéralement dans les veines artificielles du robotique combine la force et le mouvement dans un seul liquide intelligent. Un saut évolutif qui bouleverse toutes les règles: Alors que les batteries et les moteurs sont traditionnellement séparés, ces systèmes les fusionnent en une seule unité dynamique, aussi léger qu’un organisme vivant. Et le résultat? Un ver de robot qui se contracte comme un muscle et une méduse qui danse sous l’eau en continu pendant 90 minutes.
La batterie qui respire comme un organisme
«Nous sommes les premiers à utiliser le liquide hydraulique comme batterie. Nous réduisons le poids car de l’énergie est nécessaire à la fois pour le mouvement et la nutrition. “
Expliquer Rob SchäferProfesseur de technologie aérospatiale à l’Université Cornell, le illustré le projet. Le cœur de la technologie est un Redox-flow-Batterie (RFB) Les processus biologiques imités: deux électrolytreservoirs (liquides chargés chimiquement) réagissent via une membrane et produisent de l’électricité. Mais au lieu de simplement produire de l’énergie, ce liquide est pompé pour créer une pression hydraulique et ainsi activer les tendons artificiels. Un double rôle Cela élimine le besoin de moteurs séparés, ce qui réduit le poids et la complexité.
Pour le robot où se trouve le système, le système fonctionne comme un cœur rythmiquement “battant”: lorsque le liquide appuie sur un tendon, la structure en forme de cloche se plie et presse l’eau. Lorsqu’il se détend, le robot coule et est prêt pour une nouvelle impulsion. 1,5 heures de durée de vie de la batterie (Un enregistrement pour les robots mous de ces dimensions) Démontre l’efficacité de la conception.
Robot modulaire: le ver qui conquiert le pays
Alors que le robot a dominé l’environnement aquatique, le ver du robot est confronté à un défi plus complexe: la locomotion sur terre. Il réussit merci Segments modulaires Indépendant: chacun d’eux contient un mini réservoir de liquide et une mise à jour “rideau”. L’extension coordonnée et la traction des modules créent un mouvement de type onde similaire à celui des vers de terre.
La transition de l’eau vers le pays a nécessité une refonte radicale. Schäfer Le fait clairement: «La flottabilité soutient le corps sous l’eau. Sur Terre, nous avons besoin d’une structure qui résiste à la gravité “. La solution? Segments rigides mais légers, reliés par des joints flexibles qui imitent l’hydroosquelette des invertébrés. Chaque module est autonome, mais communique via des capteurs de pression avec l’autre et permet ainsi des mouvements adaptatifs sur un terrain inégal.
Le sang artificiel et l’avenir de la robotique
Ces expériences avec des robots modulaires ne sont pas étranges pour l’équipe Cornell. En 2019 avait développé un poisson de feu de robotavec un système circulatoire en «sang synthétique» (un concept qui s’est maintenant transformé en une batterie liquide). La différence? Ici, le liquide n’est pas seulement une source d’énergie, mais une source principale.
Les effets sont énormes: Les robots sous-marins pour une surveillance environnementale avec une autonomie de semaines, des sondes spatiales, les liquides locaux (comme le méthane liquide) utilisent du titane) ou des exosquelettes médicaux légers et calmes. “L’approche modulaire permet la mise à l’échelle de la technologie”Il ajoute Schäfer. “Selon la mission, nous pouvons ajouter ou supprimer des segments tels que les cellules dans un organisme.”
Les poissons de feu rouge se sont développés en 2019
Au-delà de l’hydraulique: une autre leçon de biomimétisme de robots modulaires
Ces robots ne sont pas seulement un exercice technique, mais une réflexion sur la vie elle-même. La décision d’imiter les méduses et les vers n’est pas un accident: ce sont des organismes simples avec des mouvements efficaces, des modèles idéaux pour tester les principes de base.
«L’évolution de la Terre a commencé par des organismes simples qui étaient portés par le sol. Notre ver du robot suit de la même manière. “
Observer Schäferqui souligne le parallélisme avec la transition évolutive du poisson aux amphibiens. La leçon? La simplicité va avec la complexitéÀ la fois en biologie et en robotique. Et puisque les liquides “intelligents” prennent le travail du métal et du silicium, l’avenir des robots pourrait être plus fluide (et plus vivant) que nous ne pouvons l’imaginer.
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