En supprimant l’électricité de l’équation, la découverte surmonte un obstacle de plusieurs années en robotique


  • FrançaisFrançais



  • Quand vous pensez à un robot, des images de R2-D2 ou C-3PO peuvent vous venir à l’esprit. Mais les robots peuvent servir plus que du simple divertissement sur grand écran. Dans un laboratoire, par exemple, les systèmes robotiques peuvent améliorer la sécurité et l’efficacité en effectuant des tâches répétitives et en manipulant des produits chimiques agressifs.

    Mais avant qu’un robot puisse se mettre au travail, il a besoin d’énergie, généralement de l’électricité ou d’une batterie. Pourtant, même le robot le plus sophistiqué peut manquer de jus. Depuis de nombreuses années, les scientifiques souhaitent fabriquer un robot capable de fonctionner de manière autonome et continue, sans apport électrique.

    Maintenant, comme rapporté la semaine dernière dans le journal Chimie naturelledes scientifiques du Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) du ministère de l’Énergie et de l’Université du Massachusetts à Amherst l’ont démontré – grâce à des robots liquides « marchant sur l’eau » qui, comme de minuscules sous-marins, plongent sous l’eau pour récupérer des produits chimiques précieux, et puis faire surface pour livrer des produits chimiques « à terre » encore et encore.

    La technologie est le premier robot aqueux auto-alimenté qui fonctionne en continu sans électricité. Il a un potentiel en tant que synthèse chimique automatisée ou système d’administration de médicaments pour les produits pharmaceutiques.

    « Nous avons franchi une barrière dans la conception d’un système robotique liquide qui peut fonctionner de manière autonome en utilisant la chimie pour contrôler la flottabilité d’un objet », a déclaré l’auteur principal Tom Russell, chercheur invité et professeur de science et d’ingénierie des polymères de l’Université du Massachusetts Amherst qui dirige le programme Adaptive Interfacial Assemblages Towards Structuring Liquids de la division des sciences des matériaux de Berkeley Lab.

    Russell a déclaré que la technologie fait progresser de manière significative une famille d’appareils robotiques appelés « liquibots ». Dans des études précédentes, d’autres chercheurs ont démontré des liquibots qui effectuent une tâche de manière autonome, mais une seule fois ; et certains liquibots peuvent effectuer une tâche en continu, mais ont besoin d’électricité pour continuer à fonctionner. En revanche, « nous n’avons pas à fournir d’énergie électrique car nos liquibots tirent leur énergie ou leur » nourriture « chimiquement des médias environnants », a expliqué Russell.

    Grâce à une série d’expériences dans la Division des sciences des matériaux du Berkeley Lab, Russell et le premier auteur Ganhua Xie, un ancien chercheur postdoctoral au Berkeley Lab qui est maintenant professeur à l’Université du Hunan en Chine, ont appris que « nourrir » le sel des liquibots rend les liquibots plus lourds ou plus dense que la solution liquide qui les entoure.

    Des expériences supplémentaires menées par les co-chercheurs Paul Ashby et Brett Helms de la fonderie moléculaire de Berkeley Lab ont révélé comment les liquibots transportent des produits chimiques dans les deux sens.

    Parce qu’ils sont plus denses que la solution, les liquibots – qui ressemblent à de petits sacs ouverts et ne mesurent que 2 millimètres de diamètre – se regroupent au milieu de la solution où ils se remplissent de produits chimiques sélectionnés. Cela déclenche une réaction qui génère des bulles d’oxygène qui, comme de petits ballons, soulèvent le liquibot jusqu’à la surface.

    Une autre réaction attire les liquibots vers le bord d’un conteneur, où ils « atterrissent » et déchargent leur cargaison.

    Les liquibots vont et viennent, comme le pendule d’une horloge, et peuvent fonctionner en continu tant qu’il y a de la « nourriture » dans le système.

    Selon leur formulation, un ensemble de liquibots pourrait effectuer différentes tâches simultanément. Par exemple, certains liquibots pourraient détecter différents types de gaz dans l’environnement, tandis que d’autres réagissent à des types spécifiques de produits chimiques. La technologie peut également activer des systèmes robotiques autonomes et continus qui criblent de petits échantillons chimiques pour des applications cliniques ou des applications de découverte et de synthèse de médicaments.

    Russell et Xie prévoient ensuite d’étudier comment développer la technologie pour des systèmes plus grands et d’explorer comment cela fonctionnerait sur des surfaces solides.

    La fonderie moléculaire est une installation d’utilisateurs de nanosciences au laboratoire de Berkeley.

    Ce travail a été soutenu par le DOE Office of Science. Un soutien supplémentaire a été fourni par le US Army Research Office.

    Vidéo des robots liquides : https://www.youtube.com/watch?v=BdS72O2c9nQ

    N'oubliez pas de voter pour cet article !
    1 étoile2 étoiles3 étoiles4 étoiles5 étoiles (No Ratings Yet)
    Loading...
    mm

    La Rédaction

    L'équipe rédactionnelle

    Laisser un commentaire

    Votre adresse e-mail ne sera pas publiée.