Des scientifiques de l’Institut Adolphe Merkle et du Case Western Reserve University (Cleveland, USA) ont développé un robot souple, s’inspirant des vers de terre, capable de se faufiler dans de petits espaces et de se déplacer dans toutes les directions quelle que soit la surface.

Les robots mous dont les propriétés mécaniques et la forme ressemblent à celles des vers peuvent en principe se mouvoir sur des terrains accidentés et dans des espaces étriqués inaccessibles aux autres robots. Ces appareils pourraient remplir des fonctions multiples et variées qui vont d’opérations de recherche et de sauvetage, à l’exploration souterraine et à l’inspection de canalisations, en passant par des procédures biomédicales, telles que l’endoscopie ou la coloscopie.

Cependant, au contraire de l’espèce dont ils s’inspirent, la plupart de ces robots contiennent des éléments rigides, les moteurs notamment, à l’origine de certaines limitations mécaniques. Pour y remédier, les chercheuses et chercheurs du Groupe de chimie des polymères et matériaux de l’Institut Adolphe Merkle, en collaboration avec leur partenaire américain, ont mis au point un robot extrêmement flexible doté d’un corps entièrement modulaire composé presque uniquement de polymères souples.

Jouer sur la température pour activer la bête
Cet appareil est constitué de segments, des actionneurs avec une double couche de polymères, qui changent de forme sous l’action de la chaleur ou du froid. En activant individuellement les segments en les chauffant électriquement, il est possible de contrôler les mouvements du robot avec une haute précision. A la manière des vers de terre, le robot avance grâce à la contraction séquentielle et à l’expansion de ses différents segments. Ce principe de fonctionnement permet également au robot de se frayer un chemin dans des espaces qui sont inférieurs à son diamètre à l’état de repos.

Une technique à perfectionner
Le tableau serait presque parfait si ce nouveau robot n’était pas excessivement lent et ses mouvements ne requéraient pas des quantités énormes d’énergie. L’équipe de scientifiques reste toutefois optimiste: l’architecture modulaire du robot doit permettre d’améliorer ses performances en recourant à des actionneurs de flexion plus rapides et plus économes en énergie. De plus, la version actuelle est alimentée et contrôlée de manière externe, alors qu’elle pourrait devenir autonome avec l’intégration de batteries souples et de systèmes de contrôle indépendants.

Les résultats de ce projet de recherche ont été publiés dans la revue scientifique de référence Advanced Materials. Ce travail a été réalisé grâce à un financement conjoint des Fonds nationaux scientifiques américains et suisses dans le cadre du programme PIRE (Partenariat international pour la recherche et l’éducation) Systèmes et Matériaux bio-inspirés.

> Muff, L. F.; Mills, A. S.; Riddle, S.; Buclin, V.; Roulin, A.; Chiel, H. J.; Quinn, R. D.; Weder, C.; Daltorio, K. A. Modular Design of a Polymer-Bilayer-Based Mechanically Compliant Worm-like Robot. Advanced Materials 2023, 34, 2210409. https://doi.org/10.1002/adma.202210409.