Une variante bio-inspirée de la manipulation robotique

Republié par Platon

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TSUKUBA, Japon, 14 novembre 2023 – (ACN Newswire) – Les forces d'adhérence subtiles qui permettent aux geckos de défier la gravité, de s'accrocher aux murs et de traverser les plafonds ont inspiré une équipe de chercheurs sud-coréens à construire un dispositif robotique capable de ramasser et de libérer des matériaux délicats sans dommage. L'équipe, basée à l'Université nationale de Kyungpook et à l'Université Dong-A, a publié ses travaux de recherche dans Science and Technology of Advanced Materials, une revue scientifique internationale. Les chercheurs espèrent que cela pourra être appliqué au transfert d’objets par des systèmes robotiques.

La structure et le fonctionnement du dispositif robotique souple avec adhésif sec.

Le secret sec mais collant du pied d'un gecko réside dans sa couche de minuscules poils, constitués de protéines, appelés micro-soies. Ces poils mesurent environ 100 micromètres de long et 5 micromètres de diamètre. Chaque cheveu se divise en un certain nombre de branches qui se terminent par des coussinets triangulaires plats appelés spatules. Les spatules sont si petites que leurs molécules interagissent avec celles de la surface sur laquelle grimpe le gecko. Cela crée de faibles forces d’attraction entre ces molécules, connues sous le nom de force de Van der Waals. Cette force est suffisamment forte pour maintenir le gecko en place.

La capacité adhésive innée du gecko a attiré l’attention de nombreux chercheurs et a inspiré l’utilisation de son mécanisme d’adhésion en robotique. Un adhésif sec artificiel en forme de champignon, qui imite ce mécanisme, a été utilisé pour ramasser les matériaux de manière robotisée. Cependant, la force nécessaire pour détacher l'adhésif de la surface du matériau peut conduire à son endommagement, surtout si le matériau est fragile, comme le verre. "Il y a eu des problèmes pour que l'adhésif se détache facilement", a expliqué Seung Hoon Yoo, premier auteur de l'article de recherche. « Afin d’exploiter ces pouvoirs adhésifs dans les systèmes robotiques, il est impératif que le robot puisse non seulement saisir un objet, mais aussi s’en détacher facilement pour laisser l’objet à l’emplacement souhaité ».

Dans leur étude, l’équipe a résolu ce problème de détachement en utilisant un appareil alimenté par le vide, fabriqué en caoutchouc de silicone souple. Afin de détacher l'adhésif sec sans endommager l'objet fragile déplacé, une nouvelle méthode de détachement a été introduite. Cette méthode implique un mouvement de torsion et de levage qui retire l'adhésif sec de la surface du verre sans l'endommager. Les chercheurs ont découvert que l’ajout de ce mouvement de torsion réduisait par dix la force nécessaire au détachement, ce qui pourrait être vital lors de la manipulation de matériaux délicats.

En effectuant des tests au cours desquels leur système de transfert était fixé à un bras robotique, les chercheurs ont démontré qu'il pouvait ramasser un disque de verre délicat sur une surface inclinée, le déplacer vers un autre endroit et le déposer doucement sans l'endommager.

"Nous espérons que notre recherche suscitera un intérêt considérable de la part de l'industrie, car de nombreuses entreprises sont très intéressées par l'utilisation d'adhésifs secs pour la fixation et le mouvement temporaires de composants, en particulier dans les applications robotiques", a déclaré Sung Ho Lee, l'un des auteurs de l'étude. Il a ajouté que son équipe espère servir de pont entre la recherche et l'industrie en l'appliquant à des applications industrielles réelles et en développant des modèles plus avancés.

À propos de Science et Technologie des Matériaux Avancés (STAM)

La revue en libre accès STAM publie des articles de recherche exceptionnels sur tous les aspects de la science des matériaux, y compris les matériaux fonctionnels et structurels, les analyses théoriques et les propriétés des matériaux. https://www.tandfonline.com/STAM

Communiqué de presse diffusé par Asia Research News pour la science et la technologie des matériaux avancés.

Sujet: Résumé du communiqué de presse
La source: Science et technologie des matériaux avancés
Secteurs: Sciences et nanotechnologies
https://www.acnnewswire.com

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