La robotique est un domaine qui ne cesse d’innover, notamment dans le domaine de la construction électronique ou les applications médicales. Les systèmes électroniques sont de plus en plus miniaturisés et la main de l’homme pas assez précise. Pour améliorer l’assemblage électronique, des scientifiques viennent d’inventer un robot métamorphe, qui est capable de passer de l’état liquide à l’état métallique sans compromettre sa solidité. Pour réaliser cette prouesse technologique, les chercheurs se sont inspirés du concombre de mer ou holothurie, un animal marin qui a la particularité d’avoir un corps mou qui s’adapte à l’environnement. Donner aux robots la capacité de passer de l’état liquide à l’état solide leur confère davantage de fonctionnalités, explique l’ingénieur responsable de cette recherche, Chengfeng Pan de l’Université chinoise d’Hong Kong, en Chine. Découverte.
Pourquoi fabriquer un tel robot ?
Aussi petits soient-ils, il arrive également aux robots de ne pas pouvoir se déplacer dans des endroits inaccessibles à l’homme via des outils habituels, car trop petits ou trop complexes. Il peut s’agir de réparations électroniques délicates ou encore d’administration ciblée de médicaments. Les matériaux durs ne peuvent pas toujours naviguer dans des espaces confinés, notamment lorsque l’espace possède des angles serrés. Un robot mou est plus flexible et plus facilement contrôlable. Deux chercheurs de l’université Sun Yat-sen en Chine, Chengfeng Pan et Qingyuan Wang, se sont alors inspirés de la nature pour concevoir cet étrange robot.
Le concombre de mer, comme source d’inspiration
Le concombre de mer est un animal qui peut modifier la rigidité de ses tissus afin d’améliorer sa capacité de charge et limiter, ainsi, les dommages corporels. Quant à la pieuvre, elle sait modifier la rigidité de ses tentacules pour pouvoir se cacher et saisir des objets. Ses tentacules lui permettent également de se déplacer. La conception du robot métamorphe s’est donc inspirée de ces deux animaux afin de pouvoir reproduire les mêmes capacités. Dans cette optique, ils devaient trouver un matériau non toxique qui passait potentiellement d’un état souple à un état rigide, et ce, à température ambiante. Ils ont choisi le gallium, un métal mou avec une température de fusion de 29.76 °C. Aussi, ce dernier peut fondre au simple contact de la main, puisque la température corporelle est de 37 °C. Les chercheurs ont ensuite intégré des particules magnétiques dans une matrice de gallium et créé une « machine à transition de phase solide-liquide magnétoactive ».
Comment fonctionne-t-il ?
Les particules magnétiques ajoutées au gallium jouent deux rôles importants. Tout d’abord, elles rendent le matériau sensible aux champs magnétiques, il peut alors être chauffé par induction pour provoquer un changement de phase. Ces particules permettent également au robot de se déplacer grâce au champ magnétique produit. Une fois qu’ils ont pu vérifier que le robot pouvait passer de l’état solide à l’état liquide puisqu’il pouvait redevenir solide, ils ont soumis leur invention à des tests de toutes sortes. Le robot pouvait alors grimper un obstacle, « enjamber » un fossé et même se séparer pour effectuer plusieurs tâches avant de se « recoller » et de se resolidifier. Ils ont aussi réalisé un test hommage au film Terminator 2 avec une version humanoïde de leur robot qui se liquéfie pour sortir de prison !
Un robot métamorphe, mais pour quoi faire ?
Le robot métamorphe pourrait être d’une grande utilité pour aller chercher de petits objets avalés par un enfant ou un animal domestique, comme une pile et ressortir cette pile grâce à de puissants aimants qui l’attireraient en dehors du corps humain. Il pourrait aussi administrer des médicaments directement dans un estomac pour une efficacité plus rapide. Dans le domaine de l’assemblage électronique, il pourrait réparer un circuit en se liquéfiant à l’endroit de la réparation et agir comme un élément de fixation. En se liquéfiant dans un filetage, par exemple, il deviendrait une vis, sans intervention de la main humaine ! « Ce que nous montrons ne sont que des démonstrations ponctuelles, des preuves de concept, mais des études beaucoup plus poussées seront nécessaires pour approfondir la façon dont cela pourrait réellement être utilisé pour l’administration de médicaments ou pour retirer des corps étrangers » explique les inventeurs sur leur recherche publiée sur Eurekalerts.