Nouvelle 3D

L'appareil est imprimé en une seule fois et peut saisir et libérer des objets

La robotique douce a beaucoup de potentiel lorsqu'il s'agit de créer des robots capables d'interagir avec des humains et des objets délicats sans leur causer de dommages.

Cependant, fabriquer des appareils à la fois souples et robustes est un défi. La création de robots logiciels peut être un processus complexe et long, car la plupart d'entre eux sont actionnés pneumatiquement et fabriqués par des processus de moulage et d'assemblage qui nécessitent généralement de nombreuses opérations manuelles et limitent la complexité. De plus, des composants de contrôle complexes doivent être ajoutés pour réaliser des fonctions même simples.

Aujourd'hui, une équipe de roboticiens de l'Université de Californie à San Diego, en collaboration avec des chercheurs de la société BASF, a développé une pince robotique souple qui est imprimée en 3D en une seule impression et ne nécessite aucune électronique pour fonctionner.

La pince robotique imprimée en 3D est équipée de capteurs de gravité et tactiles intégrés et peut ramasser, maintenir et libérer des objets. La pince peut être montée à l'extrémité d'un bras robotique traditionnel pour les applications de fabrication industrielle, la production alimentaire et la manipulation de fruits et légumes.

La plupart des robots souples imprimés en 3D présentent souvent un certain degré de rigidité et ont tendance à présenter des fuites, ce qui les empêche d'être utilisés pour de nombreuses applications. En outre, ils nécessitent une bonne quantité de traitement et d’assemblage après l’impression pour être utilisables.

Mais l'approche de l'équipe a utilisé une nouvelle méthode d'impression 3D, qui implique que la buse de l'imprimante trace un chemin continu à travers l'ensemble du motif de chaque couche imprimée. Cela a évité l’introduction de défauts dans l’impression et a permis de créer des structures plus fines et plus détaillées. La méthode a également réduit le risque de fuites et de défauts dans la pièce imprimée, très fréquents lors de l’impression avec des matériaux souples.

La nouvelle approche permet d’imprimer des parois minces allant jusqu’à 0,5 millimètre. Les parois plus fines et les formes courbes complexes permettent une plus grande plage de déformation, ce qui donne une structure globale plus douce.

De plus, le processus de fabrication ne nécessitait aucune opération manuelle, telle que l’assemblage ou le réglage. Cela signifie que le processus et la conception sont facilement reproductibles à l’aide d’une imprimante 3D de bureau similaire.

Bien que la pince ne nécessite pas d'électricité pour fonctionner, elle doit être raccordée à une source d'air comprimé. Il est intégré à des canaux et des vannes pneumatiques qui contrôlent un flux d'air à haute pression qui déclenche l'actionnement. La série de valves permettrait à la pince de saisir au contact et de se relâcher au bon moment.

Lorsque le capteur tactile est activé par un objet dans les mâchoires de la pince, l'air comprimé peut pénétrer dans les canaux internes pour saisir l'objet en toute sécurité. La rotation de la main dans la bonne direction active le capteur de gravité, qui libère la pression de l'air et provoque l'ouverture des mâchoires.

« C'est la première fois qu'une telle pince peut à la fois saisir et libérer. Il suffit de tourner la pince horizontalement. Cela déclenche un changement dans le débit d'air dans les vannes, provoquant le relâchement des deux doigts de la pince », a déclaré Yichen Zhai, l'auteur principal de l'article dans un communiqué.

Cette logique fluidique permet au robot de se souvenir du moment où il a saisi un objet et s'y accroche. Lorsqu'il détecte le poids de l'objet poussant sur le côté, alors qu'il tourne horizontalement, il libère l'objet.

La pince pourrait être un outil de manipulation utile dans diverses applications telles que les tâches de fabrication et d’agriculture, de recherche et d’exploration à l’avenir.

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