Des micro-actionneurs miniatures à combustion propulsent un microrobot de la taille d’un insecte capable de ramper et de sauter, selon une nouvelle étude. Ces dispositifs pourraient ouvrir la voie à de nouvelles applications fascinantes dans les domaines de l’exploration et de la santé.
Un microrobot insecte propulsé par des micro-actionneurs à combustion
Des chercheurs ont mis au point des micro-actionneurs fonctionnant grâce à la combustion d’hydrocarbures. Pesant seulement 325 milligrammes, ils sont constitués d’une chambre de combustion imprimée en 3D, d’une membrane élastomère gonflable, d’une paire d’électrodes et de tubulures pour l’injection de carburant.
Le méthane dans la chambre de combustion est enflammé par une étincelle produite par les électrodes, ce qui entraîne l’expansion de la membrane élastomère de l’actionneur. Lorsque ces gaz de combustion sont évacués, la membrane actionnée se dégonfle, inversant le cycle.
Des performances remarquables à cette échelle
L’actionneur résultant a atteint des déplacements de 140%, fonctionné à des fréquences supérieures à 100 hertz et généré des forces supérieures à 9,5 newtons.
Pour démontrer les capacités de l’actionneur, les chercheurs l’ont intégré dans un robot quadrupède de la taille d’un insecte. Celui-ci était capable de se déplacer avec agilité sur une variété de surfaces et d’obstacles, ainsi que de transporter une charge 22 fois supérieure à son poids.
Des applications prometteuses
De tels microrobots pourraient être utilisés pour l’exploration dans des environnements à haut risque ou pour des applications médicales. Leur petite taille et leur grande agilité en font des outils précieux pour accéder à des espaces exigus.
Leur mode de propulsion par combustion d’hydrocarbures leur confère une autonomie et une puissance mécanique nettement supérieures aux microrobots existants.
En synthèse
Cette avancée ouvre la voie au développement d’une nouvelle génération de microrobots capables d’évoluer dans des environnements difficiles d’accès. Leur conception ingénieuse, alliant des micro-actionneurs à combustion et des structures souples, permet d’obtenir à petite échelle des performances dynamiques comparables à celles de robots bien plus imposants.
Article : « Powerful, soft combustion actuators for insect-scale robots » – DOI:10.1126/science.adg5067
