Les chercheurs ont mis au point un moteur fluidique léger destiné à alimenter des robots souples imitant les muscles. L’innovation réside dans la capacité du dispositif à générer une force importante sans être relié à une source d’énergie externe.
Les robots souples alimentés par des moteurs fluidiques, qu’ils soient hydrauliques ou pneumatiques, sont capables de reproduire le comportement des muscles d’une manière inégalée par les robots rigides. Cette caractéristique les rend particulièrement adaptés à la conception d’appareils d’assistance améliorant la mobilité des membres supérieurs ou inférieurs.
Hao Su, auteur principal de l’étude et professeur associé de génie mécanique et aérospatial à l’Université d’État de Caroline du Nord, explique : «La plupart des moteurs fluidiques sont physiquement connectés à une source d’énergie externe, comme un grand compresseur d’air. Cela limite considérablement leur utilité. Les moteurs fluidiques précédents qui n’étaient pas reliés à des sources d’énergie externes n’étaient pas capables de générer beaucoup de force, ce qui limitait également leur utilité.»
Le nouveau moteur développé par l’équipe de recherche relève ces deux défis. Il n’est pas relié à une source externe mais peut générer jusqu’à 580 Newtons de force, une performance sans précédent pour un moteur non relié.
Fonctionnement innovant du moteur fluidique
Le moteur fonctionne en pompant de l’huile dans et hors d’une chambre d’un robot souple, provoquant la flexion et la relaxation du robot comme un muscle artificiel. La pompe du moteur fluidique est entraînée par un moteur à couple élevé alimenté par batterie, lui permettant de générer une pression significative et d’exercer une force importante.
Lors des tests de validation du concept, les chercheurs ont évalué non seulement la quantité de force que le nouveau moteur peut générer, mais aussi l’efficacité avec laquelle il convertit l’énergie électrique en énergie fluidique.
Antonio Di Lallo, premier auteur de l’article et chercheur postdoctoral à NC State, souligne : «Nous avons réussi à générer une quantité de force sans précédent pour un moteur non relié, tout en maintenant le poids du moteur fluidique à un niveau bas. De plus, l’efficacité maximale de notre moteur fluidique est supérieure à celle des moteurs portables et non reliés précédents.»
Cette innovation ouvre la voie à de nouvelles applications dans le domaine des robots portables à haute force. Les appareils d’assistance à la mobilité pourraient bénéficier de cette technologie, offrant une plus grande autonomie et des performances accrues aux utilisateurs.
L’étude, intitulée «Untethered Fluidic Engine for High-Force Soft Wearable Robots», a été publiée dans la revue Advanced Intelligent Systems. Les travaux ont été soutenus par la National Science Foundation, l’Institut national sur le handicap, la vie autonome et la recherche en réadaptation, ainsi que par Amazon Robotics.
Les résultats de cette recherche représentent une avancée dans le domaine de la robotique souple et des technologies d’assistance. Les applications potentielles de ce moteur fluidique autonome pourraient transformer la vie de nombreuses personnes ayant des difficultés de mobilité.
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