Des robots qui gagnent en souplesse

Par opposition à la robotique dure en métal, la robotique souple utilise des matières en élastomères à la fois intelligentes, déformables et flexibles. Une vraie rupture technologique.

Quel avenir pour la robotique industrie ? C’est à cette question qu’un rapport publié par Protolabs tente de répondre, par le biais des avancées et tendances actuelles de la robotique. Ce document d’une trentaine de pages aborde le monde de la robotique qui est passé au peigne, décrypté par quatre experts internationaux (lire encadré). « La robotique, autrefois cantonnée aux chaînes de montage des usines, est en perpétuelle évolution. Avec l’émergence de la robotique souple, des applications diversifiées et des innovations technologiques, le paysage industriel est en pleine mutation », affirme en préambule le spécialiste américain de la fabrication rapide, dans la filiale en France se trouve au Bourget-du-Lac, en Savoie.

Parmi les technologies émergentes analysées dans ce guide d’ingénierie, nous retiendrons celle liée à la robotique souple. Par opposition à la robotique traditionnelle, basée sur des matières rigides comme l’acier et l’aluminium, celle-ci se concentre sur l’utilisation de matières intelligentes, déformables et flexibles. L’une des principales classes de matières robotiques souples est celle des élastomères, qui englobe le caoutchouc naturel et synthétique, ainsi que des silicones comme le polydiméthylsiloxane (PDMS), apprend-t-on dans le guide Protolabs. « Ces élastomères sont mécaniquement conformes et peuvent reprendre leur forme même après une déformation significative », est-il indiqué, comme l’illustre assez bien l’Octobot. Il s’agit du premier robot souple entièrement autonome. Conçu en 2016, il utilise une logique « microfluidique activée » par une réaction chimique dégageant un gaz.

Polymères à mémoire de forme

Ce robot, dont la forme rappelle celle d’une pieuvre, est activé par un réseau pneumatique intégré (EPN) qui utilise la capacité des élastomères à se dilater sans rompre lorsque le gaz est libéré. « L’utilisation des élastomères en robotique plutôt que des matières rigides présente un avantage principal : la possibilité de mouvement dans des espaces exigus et la capacité à répartir les charges d’impact de manière plus efficace sur l’ensemble du corps du robot », commentent les auteurs du document.

A ce titre, le guide dévoile de nombreuses innovations technologiques, comme l’émergence de matières intelligentes en robotique souple. « Ces matières peuvent changer de forme en réponse à divers stimuli, tels que les champs électriques, la température, la lumière et le pH », poursuivent-ils. Et de citer les polymères électromécaniquement actifs (EAP). Également connus sous le nom de muscles artificiels, les EAP se déforment sous l’effet d’une tension appliquée. En robotique souple, ils sont utilisés pour produire des actionneurs en emprisonnant le polymère entre deux électrodes conformes. « Ces avancées technologiques ouvrent la voie à une nouvelle génération de robots souples, bioinspirés et écoresponsables », résume Protolabs.

Conception minimaliste

L’étude s’intéresse également aux applications de plus en plus diversifiées de la robotique. Autrefois cantonnée aux usines, on la retrouve dans des domaines variés et parfois très inattendus. De la chirurgie augmentée à l’assistance aux soins gériatriques, en passant par la direction d’opérations de sauvetage et la surveillance des voies navigables, aborde le guide. Et de prendre comme exemple, le « Stretch Robot » de la société Hello Robot, conçu spécifiquement pour les chercheurs travaillant sur des projets robotiques destinés aux soins. Muni d’un modèle robotique calibré (URDF) bien aligné sur les images de la caméra 3D, ce robot de conception minimaliste est capable d’effectuer une grande variété de tâches de manière simple et intuitive.

« Ces avancées illustrent la diversité croissante des applications robotiques et les perspectives prometteuses qu’elles offrent pour l’avenir », commente Protolabs, dont l’entreprise fondée en 1999 par Larry Lukis, été créé afin de réduire radicalement le temps nécessaire pour obtenir des prototypes en plastique moulés par injection.

Autrefois cantonnée aux chaînes de montage des usines, la robotique est en perpétuelle évolution.

Des auteurs experts en science et robotique

Publié par Protolabs, le « Guide d’ingénierie pour comprendre les dernières avancées technologiques dans le domaine du matériel et des matières et le futur de la fabrication robotique » a été rédigé par quatre experts internationaux.

• Per Sjöborg est animateur de « Robots in Depth », une émission vidéo qui interviewe les grands noms de la robotique. Il est également le fondateur d’Aptomica, une société spécialisée dans la robotique modulaire.
• Laura Tripaldi, écrivaine freelance experte en science des matières et en nanotechnologie, possède une solide formation en chimie inorganique. Elle a récemment obtenu son PHD en science des matières et de la nanotechnologie à l’université de Milan Bicocca.
• Lydia Husser est rédactrice de manuels techniques pour le secteur de la robotique et diplômée en informatique avec une spécialisation en technologie électronique. Cette écrivaine freelance est passionnée par les sciences innovantes et la technologie.
• Shreyasta Samal est la fondatrice du i4Robotics Innovation Lab, un laboratoire liée à la fabrication avancée.