Des chercheurs financés par l'armée ont découvert comment fabriquer des matériaux capables d'autopropulsion, permettant aux matériaux de se déplacer sans moteurs ni mains.

Des chercheurs de l'Université du Massachusetts à Amherst ont découvert comment fabriquer des matériaux qui s'enclenchent et se réinitialisent, s'appuyant uniquement sur le flux d'énergie de leur environnement. Cette recherche, Publié dans Matériaux naturels et financé par l'armée américaine, pourrait permettre aux futurs robots militaires de se déplacer à partir de leur propre énergie.

"Ce travail fait partie d'un effort multidisciplinaire plus large qui cherche à comprendre les systèmes impulsifs biologiques et d'ingénierie qui jetteront les bases de méthodes évolutives pour générer des forces pour l'action mécanique et des structures et des matériaux de stockage d'énergie, " a déclaré le Dr Ralph Anthenien, chef de succursale, Bureau de recherche de l'armée, un élément du commandement du développement des capacités de combat de l'armée américaine, maintenant connu sous le nom de DEVCOM, Laboratoire de recherche de l'armée. "Le travail aura une myriade d'applications futures possibles dans les systèmes d'actionnement et de moteur pour l'armée et le DOD."

Les chercheurs ont découvert la physique lors d'une expérience banale qui consistait à regarder une bande de gel sécher. Les chercheurs ont observé que lorsque le long, bande de gel élastique a perdu le liquide interne en raison de l'évaporation, la bande a bougé. La plupart des mouvements étaient lents, mais de temps en temps, ils ont accéléré.

Les scientifiques découvrent comment fabriquer des matériaux qui se cassent et se réinitialisent, s'appuyant uniquement sur le flux d'énergie de leur environnement. Cette recherche pourrait permettre à de futurs robots militaires capables de se déplacer à partir de leur propre énergie.

Ces mouvements plus rapides étaient des instabilités brusques qui continuaient à se produire à mesure que le liquide s'évaporait davantage. Des études supplémentaires ont révélé que la forme du matériau importait, et que les bandes pouvaient se réinitialiser pour continuer leurs mouvements.

"Beaucoup de plantes et d'animaux, surtout les petits, utiliser des pièces spéciales qui agissent comme des ressorts et des loquets pour les aider à se déplacer très rapidement, beaucoup plus rapide que les animaux avec des muscles seuls, " a déclaré le Dr Al Crosby, professeur de science et d'ingénierie des polymères au Collège des sciences naturelles, UMasse Amherst. "Les plantes comme les pièges à mouches de Vénus sont de bons exemples de ce genre de mouvement, tout comme les sauterelles et les fourmis à mâchoires pièges dans le monde animal."

Les instabilités instantanées sont un moyen par lequel la nature combine un ressort et un loquet et sont de plus en plus utilisées pour créer des mouvements rapides dans de petits robots et autres appareils ainsi que des jouets comme des poppers en caoutchouc.

"Toutefois, la plupart de ces dispositifs d'accrochage ont besoin d'un moteur ou d'une main humaine pour continuer à bouger, " dit Crosby. " Avec cette découverte, il pourrait y avoir diverses applications qui n'auront pas besoin de batteries ou de moteurs pour alimenter le mouvement."

Les scientifiques découvrent comment les futurs robots militaires pourraient être capables de se déplacer uniquement avec leur propre énergie.

Après avoir appris la physique essentielle des bandes de séchage, l'équipe a expérimenté différentes formes pour trouver celles qui sont les plus susceptibles de réagir de la manière attendue, et cela se déplacerait à plusieurs reprises sans qu'aucun moteur ou main ne les réinitialise. L'équipe a même montré que les bandes remodelées pouvaient fonctionner, comme monter seul un escalier.

"Ces leçons montrent comment les matériaux peuvent générer un mouvement puissant en exploitant les interactions avec leur environnement, comme par évaporation, et ils sont importants pour la conception de nouveaux robots, surtout dans les petites tailles où il est difficile d'avoir des moteurs, piles, ou d'autres sources d'énergie, " dit Crosby.