Les pinces souples permettent aux robots de manipuler des objets délicats, mais cela ne signifie pas nécessairement qu’ils peuvent être utilisés en toute sécurité autour d’organismes vivants, tels que les personnes âgées, de sorte que les scientifiques continuent de travailler pour améliorer la perception des pinces de robots souples. Selon une équipe de l’Université de Ritsumeikan au Japon, l’un des principaux objectifs de la technologie robotique à l’heure actuelle est de développer des pinces de robot habiles avec des capacités plus sûres et plus humaines. Les chercheurs ont travaillé sur la conception de doigts de robot doux et sensibles imprimés en 3D qui constitueraient un grand pas dans la bonne direction vers des robots plus sûrs, et ont récemment publié une étude de leur travail dans le journal. Nano énergie.

L’abstrait dit: «La sensation proprioceptive via des capteurs flexibles intégrés est essentielle pour que les pinces de robot souple réalisent une prise sûre et habile. Nous démontrons un capteur multifonctionnel autopropulsé et flexible en combinant un film de difluorure de polyvinylidène avec une couche de serrage microstructurée. Les couches de connecteur et le corps du doigt sont constitués d’une technologie d’impression 3D en matériau multimédia. « 

Pour effectuer diverses tâches, les pinces souples doivent avoir une idée de leur propre position et de leurs mouvements, connus sous le nom de proprioception, mais les capteurs sont une partie importante de ce processus, et la plupart des capteurs existants sont trop rigides pour être intégrés de manière utile, comme selon un communiqué de presse de Ritsumeikan « ils compromettent les propriétés mécaniques des parties molles ». Mais cette équipe, dirigée par le professeur agrégé Mengying Xie, a utilisé l’impression 3D dans plusieurs matériaux pour produire des doigts robotiques souples dotés d’un capteur de proprioception intégré avec une rigidité réglable.

Le capteur intégré au doigt mou peut fournir des sensations proprioceptives passives de courbure et de raideur avec une sensibilité maximale de 0,55 mV m et 0,09 Vm / N, respectivement. Il a également agi comme un élément de serrage actif pour régler la rigidité du doigt (15-44 N / m), sans affecter la dynamique du mouvement du robot. Nous démontrons le capteur multifonctionnel avec une pince robotisée à trois doigts qui détecte avec succès la flexion et le contreventement des doigts dans le processus de «pick and place» », poursuit le résumé.

Quelques caractéristiques spéciales permettent à la pince de robot souple imprimée en 3D, qui a trois doigts, de saisir et de tenir des objets. Tout d’abord, le doigt mou de l’équipe peut être plié de manière très contrôlable grâce à une chambre de gonflage renforcée et à la pression d’air qu’elle fournit. Une chambre séparée a un vide capable d’ajuster la rigidité du doigt par des butées de vide: un processus qui aspire l’air entre plusieurs couches empilées de matériau flexible pour le rendre rigide. Encore plus intéressante est la couche piézoélectrique qui a été ajoutée aux matériaux flexibles dans la chambre d’arrêt du vide qui fait office de capteur.

L’effet piézoélectrique modifie la tension lorsque le matériau est sous pression, donnant aux chercheurs un moyen de l’utiliser à leur avantage en tant que mécanisme capable de détecter la rigidité et la courbure initiales des doigts du robot. Une couche microstructurée dans la chambre à vide augmente la sensibilité de la pince souple imprimée en 3D car elle améliore la répartition de la pression sur le matériau piézoélectrique. L’effet piézoélectrique permet également au capteur de recevoir de l’énergie lui-même, ce qui signifie qu’il n’a pas besoin d’alimentation en énergie.

Le professeur Xie a déclaré: «Les capteurs intégrés autopropulsés permettent non seulement aux robots d’interagir en toute sécurité avec les humains et leur environnement, mais également d’éliminer les obstacles aux applications robotiques qui reposent actuellement sur des capteurs alimentés pour surveiller les conditions.

L’impression multimédia 3D est ce qui a permis à l’équipe d’intégrer facilement la rigidité et les mécanismes de réglage de la détection dans la conception de la pince souple, rendant l’utilisation des doigts plus sûre lors de la manipulation d’objets fragiles, comme ils le feraient dans le domaine de la santé.

«Nos travaux suggèrent un moyen de concevoir des capteurs qui contribuent non seulement en tant qu’éléments de capteurs pour des applications robotiques, mais également en tant que matériaux fonctionnels actifs pour un meilleur contrôle de l’ensemble du système sans compromettre son comportement dynamique», a déclaré le professeur Xie.

(Source: Université Ritsumeikan)



Laisser un commentaire

Votre adresse de messagerie ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *