Les robots mous actionnés par des fluides sous pression pourraient explorer de nouvelles frontières. Ils pourraient ainsi interagir avec des objets délicats d'une manière que les robots rigides traditionnels ne peuvent pas faire. Mais la construction de robots entièrement mous reste un défi. De nombreux composants nécessaires pour alimenter ces appareils sont en effet eux-mêmes rigides.
Des chercheurs de la Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) ont mis au point des valves souples à commande électrique. Des valves censées contrôler les actionneurs hydrauliques souples. Ces valves pourraient être utilisées dans des dispositifs d'assistance et thérapeutiques, des robots mous bio-inspirés, des pinces molles, des robots chirurgicaux, etc.
Des valves souples et légères
« Les systèmes de régulation rigides d'aujourd'hui limitent considérablement l'adaptabilité et la mobilité des robots mous actionnés par les fluides », a déclaré Robert J. Wood, professeur d'ingénierie et de sciences appliquées Harry Lewis et Marlyn McGrath au SEAS et auteur principal de l'article. Ici, nous avons développé des valves souples et légères pour contrôler des actionneurs hydrauliques souples. Une technologie qui ouvre des possibilités de commandes souples embarquées pour les futurs robots mous fluidiques.
Les valves souples ne sont pas nouvelles, mais jusqu'à présent, aucune n'a atteint la pression ou les débits requis par de nombreux actionneurs hydrauliques existants. Pour surmonter ces limites, l'équipe a mis au point de nouveaux actionneurs élastomères diélectriques dynamiques alimentés électriquement (DEA). Ces actionneurs souples ont une densité de puissance très élevée. Ils sont légers et peuvent fonctionner pendant des centaines de milliers de cycles. L'équipe a combiné ces nouveaux actionneurs élastomères diélectriques avec un canal souple. Ce qui a donné naissance à une vanne souple pour le contrôle des fluides.
Un contrôle rapide et puissant
« Ces valves souples ont un temps de réponse rapide. Elles sont capables de contrôler la pression et les débits fluidiques qui correspondent aux besoins des actionneurs hydrauliques », a déclaré Siyi Xu, étudiant diplômé à SEAS et premier auteur de l'article.
« Ces valves nous permettent de contrôler de manière rapide et puissante des actionneurs hydrauliques à petite et grande échelle. Des actionneurs dont le volume interne varie de centaines de microlitres à des dizaines de millilitres. »
En utilisant les valves souples DEA, les chercheurs ont démontré le contrôle d'actionneurs hydrauliques de différents volumes. Ils ont ainsi réalisé le contrôle indépendant de plusieurs actionneurs alimentés par une seule source de pression.
« Cette valve DEA compacte et légère est capable d'une commande électrique sans précédent des actionneurs hydrauliques, montrant le potentiel pour le futur contrôle de mouvement embarqué des robots à fluide souple », a déclaré Xu.
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