Cette forme de robot et ces capteurs complexes sont le résultat d'une seule empreinte. Les capteurs peuvent détecter la contrainte et la pression. Crédit :David Baillot/Université de Californie à San Diego
Des chercheurs en robotique de l'Université de Californie à San Diego ont pour la première fois utilisé une imprimante 3D commerciale pour intégrer des capteurs complexes à l'intérieur de membres et de pinces robotiques. Mais ils ont découvert que les matériaux disponibles dans le commerce pour l'impression 3D doivent encore être améliorés avant que les robots puissent être pleinement fonctionnels.
Les chercheurs spécialisés dans l'impression 3D ont longtemps cherché à créer un robot entier en une seule impression, une machine qui serait capable de s'éloigner de l'imprimante une fois celle-ci terminée. Cela faciliterait l'impression plus rapide de plus de robots. Il permettrait également d'imprimer en 3D des robots sans supervision humaine, par exemple sur la lune ou sur Mars.
L'un des principaux obstacles sur la voie de cet objectif est le développement de capteurs efficaces pour les robots mous. C'est parce que doux, les robots flexibles ont souvent des surfaces et des mouvements complexes qu'il est difficile d'équiper et de couvrir avec des capteurs fabriqués avec des techniques de fabrication traditionnelles. Ces types de robots sont plus flexibles que leurs cousins rigides et peuvent travailler en toute sécurité aux côtés des humains.
La perspicacité des chercheurs de l'UC San Diego était double. Ils se sont tournés vers un imprimeur disponible dans le commerce pour le travail, (le Stratasys Objet350 Connex3—un bourreau de travail dans de nombreux laboratoires de robotique). En outre, ils ont réalisé que l'un des matériaux utilisés par l'imprimante 3D est constitué de particules de carbone qui peuvent conduire l'énergie vers des capteurs lorsqu'elles sont connectées à une source d'alimentation. Les roboticiens ont donc utilisé la résine noire pour fabriquer des capteurs complexes intégrés dans des pièces robotiques en polymère transparent. Ils ont conçu et fabriqué plusieurs prototypes, y compris une pince.
Cette pince a été fabriquée sur un commercial, imprimante 3D multimatériaux qui imprime ensemble actionneurs et capteurs. Crédit :David Baillot/Université de Californie à San Diego
Lorsqu'il est étiré, les capteurs ont échoué à peu près à la même tension que la peau humaine. Mais les polymères utilisés par l'imprimante 3D ne sont pas conçus pour conduire l'électricité, donc leurs performances ne sont pas optimales. Les robots imprimés en 3D nécessitent également beaucoup de post-traitement avant de pouvoir être fonctionnels, y compris un lavage soigneux pour nettoyer les impuretés et le séchage.
Cependant, les chercheurs restent optimistes quant à l'avenir, les matériaux s'amélioreront et rendront les robots imprimés en 3D équipés de capteurs intégrés beaucoup plus faciles à fabriquer.
« L'impression intégrée de capteurs est un processus puissant qui pourrait permettre et améliorer l'intégration transparente des capteurs dans les robots logiciels, mais il n'existe pas encore de solution convenable, disponible dans le commerce, plate-forme facile à utiliser qui permet aux utilisateurs d'imprimer simultanément des actionneurs et des capteurs souples, " écrivent les chercheurs.
