La majorité des robots mous reposent aujourd'hui sur une alimentation et un contrôle externes, en les gardant attachés à des systèmes externes ou gréés avec des composants durs. Maintenant, des chercheurs de la Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) et de Caltech ont développé des systèmes robotiques souples, inspiré de l'origami, qui peut bouger et changer de forme en réponse à des stimuli externes, ouvrant la voie à des robots mous entièrement non attachés.

La recherche est publiée dans Robotique scientifique .

« La capacité d'intégrer des matériaux actifs dans des objets imprimés en 3D permet la conception et la fabrication de classes entièrement nouvelles de matière robotique molle, " a déclaré Jennifer A. Lewis, le professeur Hansjorg Wyss d'ingénierie biologiquement inspiré à SEAS et co-auteur principal de l'étude.

Les chercheurs se sont tournés vers l'origami pour créer des robots souples multifonctionnels. Par des plis séquentiels, origami peut coder plusieurs formes et fonctionnalités dans une seule structure. En utilisant des matériaux appelés élastomères à cristaux liquides qui changent de forme lorsqu'ils sont exposés à la chaleur, l'équipe de recherche a imprimé en 3D deux types de charnières souples qui se plient à différentes températures et peuvent donc être programmées pour se plier dans un ordre spécifique.

"Avec notre méthode d'impression 3D de charnières actives, nous avons une programmabilité complète sur la réponse en température, la quantité de couple que les charnières peuvent exercer, leur angle de flexion, et l'orientation du pli. Notre méthode de fabrication facilite l'intégration de ces composants actifs avec d'autres matériaux, " a déclaré Arda Kotikian, un étudiant diplômé de SEAS et de la Graduate School of Arts and Sciences et co-premier auteur de l'article.

« L'utilisation de charnières facilite la programmation des fonctions robotiques et le contrôle de la façon dont un robot changera de forme. Au lieu de voir tout le corps d'un robot mou se déformer d'une manière qui peut être difficile à prévoir, vous n'avez qu'à programmer comment quelques petites régions de votre structure réagiront aux changements de température, " a déclaré Connor McMahan, un étudiant diplômé à Caltech et co-premier auteur de l'article.

Pour démontrer cette méthode, Kotikian, McMahan, et l'équipe a construit plusieurs dispositifs logiciels, y compris un robot mou non attaché surnommé le "Rollbot". Le Rollbot commence comme une feuille plate, environ 8 centimètres de long et 4 centimètres de large. Lorsqu'il est placé sur une surface chaude, environ 200°C, un jeu de charnières se plie et le robot s'enroule en une roue pentagonale.

Un autre jeu de charnières est intégré sur chacun des cinq côtés de la roue. Une charnière se replie au contact de la surface chaude, propulser la roue pour qu'elle tourne du côté suivant, où se plie la charnière suivante. Comme ils roulent sur la surface chaude, les charnières se déplient et sont prêtes pour le prochain cycle.