Plat, agile, fascinant : un nouveau mini-robot de natation vient d'une équipe de chercheurs suisses
Le mini-robot de nage est propulsé par des nageoires. Il s'inspire des vers plats marins.
Une équipe de scientifiques de l'École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) et du Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme (MPI IS) a mis au point un nouveau robot nageur. Celui-ci a été présenté dans l'étude "Highly agile flat swimming robot" publiée dans la revue Science Robotics.
Le système est basé sur des actionneurs électro-hydrauliques. Il s'agit de composants ou de systèmes qui assurent une fonction de commande ou d'entraînement dans des appareils techniques. Le robot se caractérise par sa grande agilité et sa conception plate et pourrait améliorer l'exploration et la surveillance des eaux.
En raison de sa compacité et de sa grande agilité, le robot flottant pourrait être utilisé dans différents domaines. Dans le domaine de la surveillance de l'environnement, il pourrait être utilisé pour mesurer les paramètres de l'eau ou pour observer les écosystèmes aquatiques. En outre, de petits robots flottants très maniables pourraient être utilisés pour des tâches d'inspection dans des installations industrielles.
Fonctionnement et bases technologiques
Le robot flottant est compact, avec une longueur de 45 millimètres et une largeur de 55 millimètres. Il utilise des actionneurs électro-hydrauliques pour se déplacer dans l'eau. Ces actionneurs produisent des mouvements oscillants qui permettent une déformation ondulatoire des nageoires flexibles et génèrent ainsi de la propulsion.
Source : EPFL
La structure est composée de matériaux diélectriques solides et liquides (matériaux non conducteurs de l'électricité) qui, combinés à un contrôle haute tension, permettent d'ajuster les mouvements avec précision. Les chercheurs ont étudié l'efficacité du mouvement, notamment la relation entre la fréquence d'action, l'amplitude de l'aileron et la poussée générée.
Les Basics de l'analyse de recherche
L'analyse du mouvement de nage est basée, entre autres, sur le paramètre de Strouhal, qui décrit l'efficacité des schémas de déplacement de type ondulatoire. Les résultats indiquent que le système atteint une transmission de force efficace. Les scientifiques ont également étudié la consommation d'énergie des actionneurs et ont optimisé la fréquence de fonctionnement afin d'obtenir une puissance requise la plus faible possible.
Pour l'alimentation électrique, des variantes câblées et autonomes du robot ont été testées. Les premières expériences avec une source d'énergie intégrée ont montré un potentiel d'autonomie accrue, tandis que des économies d'énergie supplémentaires seraient possibles en adaptant la dynamique des mouvements.
Deep dive in the results of the experiment
Dans les expériences, le robot a atteint une vitesse de nage maximale de 11,9 centimètres par seconde dans des conditions de fonctionnement optimales, avec une tension de 1,7 kilovolt et une fréquence de 40 hertz. Cette valeur a toutefois été obtenue en mode "tethered" (avec une alimentation externe). En revanche, en mode autonome (untethered mode), la vitesse de nage maximale était de 5,14 centimètres par seconde.
Source : EPFL
L'étude de la locomotion a révélé que la fréquence optimale pour une poussée maximale est de 38,3 hertz, ce qui correspond à la vitesse maximale mesurée proche de 40 hertz. De plus, une vitesse de rotation maximale de 195 degrés par seconde a été déterminée.
Poursuite du développement et perspectives
Les chercheurs de l'EPFL et de MPI IS prévoient de poursuivre le développement du concept. Les optimisations possibles concernent notamment l'alimentation en énergie et l'adaptation aux différentes conditions d'utilisation. En perspective, le robot pourrait être enrichi de capteurs supplémentaires ou modifié pour des applications spécifiques.
Photo d’en-tête : EPFL
Cet article plaît à 23 personne(s)
Mes intérêts sont variés, j'aime simplement profiter de la vie. Toujours à l'affût de l'actualité dans le domaine des fléchettes, des jeux, des films et des séries.
