Des chercheurs ont développé un moteur fluidique léger pour alimenter des robots souples imitant les muscles destinés à être utilisés dans des appareils d’assistance. Ce nouveau moteur se distingue par sa capacité à générer une force importante sans être relié à une source d’énergie externe.
« Les robots souples, actionnés par des moteurs hydrauliques ou pneumatiques, peuvent être utilisés pour imiter le comportement des muscles d’une manière que les robots rigides ne peuvent pas faire », explique Hao Su, auteur correspondant d’un article sur ces travaux et professeur associé de génie mécanique et aérospatial à l’université d’État de Caroline du Nord. « Cela rend ces robots particulièrement intéressants pour une utilisation dans des dispositifs d’assistance qui améliorent la capacité des personnes à bouger leurs membres supérieurs ou inférieurs. »
Cependant, la plupart des moteurs à fluides sont physiquement connectés à une source d’énergie externe, comme un gros compresseur d’air. Cela limite considérablement leur utilité. Et les moteurs à fluides précédents qui n’étaient pas reliés à des sources d’énergie externes n’étaient pas capables de générer beaucoup de force, ce qui limitait également leur utilité.
« Notre travail ici répond à ces deux défis », explique Su. « Notre moteur fluidique n’est pas relié à une source externe, mais peut néanmoins générer jusqu’à 580 Newtons de force. »
Le nouveau moteur fonctionne en pompant de l’huile dans et hors d’une chambre dans un robot souple, ce qui fait que le robot souple agit comme un muscle artificiel qui se contracte et se détend. La pompe du moteur fluidique est entraînée par un moteur à couple élevé alimenté par batterie qui lui permet de générer une pression importante, permettant au muscle artificiel d’exercer une force importante.
Lors des tests de validation de principe, les chercheurs ont non seulement évalué la quantité de force que le nouveau moteur peut générer, mais également l’efficacité avec laquelle le moteur convertit l’énergie électrique en énergie fluidique.
« Nous avons découvert que nous étions capables de générer une quantité de force sans précédent pour un moteur autonome, tout en maintenant un poids faible du moteur fluidique », explique Antonio Di Lallo, premier auteur de l’étude et chercheur postdoctoral à l’université NC State. « Et l’efficacité maximale de notre moteur fluidique est supérieure à celle des moteurs portables autonomes précédents. »
L’article, « Untethered Fluidic Engine for High-Force Soft Wearable Robots », est publié en accès libre dans la revue Systèmes intelligents avancésL’article a été co-écrit par Shuangyue Yu, ancien chercheur postdoctoral à NC State ; Jie Yin, professeur associé de génie mécanique et aérospatial à NC State ; Jonathon Slightam de Sandia National Laboratories ; et Grace Gu de l’Université de Californie à Berkeley.
Ce travail a été réalisé avec le soutien de la National Science Foundation dans le cadre des subventions 2026622 et 1944655 ; du National Institute on Disability, Independent Living, and Rehabilitation Research, dans le cadre de la subvention 90DPGE0011 ; et d’Amazon Robotics.
2024-07-02 01:45:52
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