Les micros-robots de Harvard vers de nouvelles applications

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Les recherches dans le domaine de la robotique parmi les plus novatrices sont réalisées à Harvard et au MIT [1] où ingénieurs, biologistes et informaticiens tirent parti des atouts dans les domaines des matériaux, de la médecine, de la fabrication de pointe, du design et des sciences fondamentales.
Les différentes catégories de robots de nos jours présentent les mêmes fonctionnalités : la locomotion, la manipulation, la perception, la communication avec l’homme … et s’appliquent dans le secteur industriel, militaire, médical, et domestique. Les robots mous et miniaturisés ont été les tendances de l’année 2018. C’est le cas, par exemple des robots développés par la SEAS [2] (Harvard) : les robots mous qui peuvent se camoufler et se déplacer sur les liquides, ou les robots miniaturisés à l’échelle centimétrique, inspirés de l’origami (robot milliDelta), des caractéristiques de déplacement d’un cafard ([robot HAMR [3]->https://www.seas.harvard.edu/news/2018/02/cockroach-inspired-robot]), ou d’une abeille (robot Robobee). Toutes ces recherches qui ont fait appel à l’imagination fertile des scientifiques ont abouti à l’amélioration des capacités technologiques d’une foultitude de petits robots, dont les applications paraissent encore lointaines.

En revanche, l’équipe de chercheurs du Wyss Institute (Harvard) a répondu à une commande précise pour développer leur robot. Cette équipe a mis au point le robot HAMR-E (Harvard Ambulatory Micro-Robot with Electroadhesion) en réponse à un défi lancé par Rolls-Royce dont la demande était de concevoir des micro-robots capables de circuler à l’intérieur des moteurs à réaction de leurs véhicules et de les inspecter.
La difficulté n’était pas tant de réduire la taille du robot, ou qu’il puisse identifier une anomalie sur une pièce, mais surtout le déploiement d’un tel dispositif dans les entrailles d’un moteur complexe. En effet, ces moteurs comportent jusqu’à 25000 pièces dont une multitude de surfaces (lisses, dentées, huilées, verticales, inversées …). Cette géométrie complexifie l’intervention d’une maintenance régulière à faible coût, puisque jusqu’alors chaque composant doit être démonté et analysé un à un pour déterminer si l’entretien ou le remplacement d’une pièce sont jugés nécessaires.
L’équipe d’Harvard a ainsi adapté un modèle de marche spécial au micro-robot cafard existant (HAMR) lui permettant de grimper sur n’importe quelle surface sans glisser ni tomber. Pour ce faire, les scientifiques ont créé des coussinets électro-adhésifs gardant le robot HAMR-E attaché à la surface (même à l’envers). Le déplacement d’un des pieds de HAMR-E s’effectue en éteignant son champ électrique, ce qui permet ainsi de relâcher la force électrostatique entre l’électrode disposée sous son pied et la surface. Pour s’assurer de la stabilité de ce robot, seul un pied s’articule à la fois, pendant que les 3 autres garantissent son maintien sur la surface d’escalade grâce aux forces électrostatiques. Ils ont par ailleurs ajouté de nouvelles articulations aux quatre chevilles du robot lui permettant ainsi de pivoter en trois dimensions et compenser les rotations durant la marche.
A ce jour, ce robot est capable d’effectuer 100 pas sur une surface inversée sans se détacher.

Même si une grande majorité des robots créés ne trouve pas d’application immédiate, la combinaison de leurs fonctionnalités et/ou l’ajout de caractéristiques sur un robot existant peuvent permettre de les utiliser dans un environnement bien spécifique.
L’équipe de Harvard combinera-t-elle ses technologies avec celles d’autres équipes de recherche pour mettre au point de nouveaux robots hybrides dédiés à des applications bien définies ?


Rédacteur
- Nadia Benallal, Attachée adjointe pour la Science et la Technologie, Consulat Général de France à Boston, deputy-inno@ambascience-usa.org


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Sources
- https://news.harvard.edu/gazette/story/2018/12/robots-with-sticky-feet-can-go-where-humans-cant-fit/
- https://wyss.harvard.edu/robots-with-sticky-feet-can-climb-up-down-and-all-around/
- https://wyss.harvard.edu/media-post/meet-hamr-the-cockroach-inspired-robot/
- https://www.seas.harvard.edu/news/2018/07/next-generation-robotic-cockroach-can-explore-underwater-environments

Notes

[1Massachusetts Institute of Technology

[2Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences

[3Harvard Ambulatory Micro-Robot