Un robot féerique vole grâce à la puissance du vent et de la lumière

Les chercheurs du groupe Light Robots de l’Université de Tampere étudient actuellement comment faire voler des matériaux intelligents. Hao Zeng, chercheur à l’Académie et chef de groupe, et Jianfeng Yang, doctorant, ont mis au point un nouveau design pour leur projet appelé FAIRY — Aéro-robots volants basés sur l’assemblage de matériaux sensibles à la lumière. Ils ont développé un robot d’assemblage de polymères qui vole grâce au vent et est contrôlé par la lumière.

“Supérieur à ses homologues naturels, cette graine artificielle est équipée d’un actionneur souple. L’actionneur est constitué d’un élastomère cristallin liquide sensible à la lumière, qui induit des actions d’ouverture ou de fermeture des poils lors de l’excitation de la lumière visible”, explique Hao Zeng.

La fée artificielle est contrôlée par la lumière

La fée artificielle développée par Zeng et Yang possède plusieurs caractéristiques biomimétiques. En raison de sa grande porosité (0,95) et de sa structure légère (1,2 mg), il peut facilement flotter dans l’air dirigé par le vent. De plus, une génération stable d’anneaux vortex séparés permet un déplacement assisté par le vent sur de longues distances.

“La fée peut être alimentée et contrôlée par une source de lumière, comme un faisceau laser ou une LED”, explique Zeng.

Cela signifie que la lumière peut être utilisée pour modifier la forme de la minuscule structure ressemblant à une graine de pissenlit. La fée peut s’adapter manuellement à la direction et à la force du vent en modifiant sa forme. Un faisceau lumineux peut également être utilisé pour contrôler les actions de décollage et d’atterrissage de l’ensemble polymère.

Opportunités d’application potentielles dans l’agriculture

Ensuite, les chercheurs se concentreront sur l’amélioration de la sensibilité du matériau pour permettre le fonctionnement de l’appareil à la lumière du soleil. De plus, ils mettront à l’échelle la structure afin qu’elle puisse transporter des dispositifs micro-électroniques tels que des GPS et des capteurs ainsi que des composés biochimiques.

Selon Zeng, il existe un potentiel pour des applications encore plus importantes.

“Cela ressemble à de la science-fiction, mais les expériences de preuve de concept incluses dans nos recherches montrent que le robot que nous avons développé constitue une étape importante vers des applications réalistes adaptées à la pollinisation artificielle”, révèle-t-il.

À l’avenir, des millions de graines artificielles de pissenlit transportant du pollen pourraient être dispersées librement par les vents naturels, puis dirigées par la lumière vers des zones spécifiques avec des arbres en attente de pollinisation.

“Cela aurait un impact énorme sur l’agriculture à l’échelle mondiale puisque la perte de pollinisateurs due au réchauffement climatique est devenue une menace sérieuse pour la biodiversité et la production alimentaire”, a déclaré Zeng.

Des défis restent à résoudre

Cependant, de nombreux problèmes doivent d’abord être résolus. Par exemple, comment contrôler le point d’atterrissage de manière précise, et comment réutiliser les appareils et les rendre biodégradables ? Ces questions nécessitent une collaboration étroite avec les scientifiques des matériaux et les personnes travaillant sur la microrobotique.

Le projet FAIRY a débuté en septembre 2021 et durera jusqu’en août 2026. Il est financé par l’Académie de Finlande. Le robot volant est étudié en coopération avec le Dr. Wenqi Hu de l’Institut Max Planck pour les systèmes intelligents (Allemagne) et du Dr. Pendre Zhang de l’Université Aalto.