Et si les robots pouvaient transpirer, comme les humains, pour refroidir ?

30 janvier 2020 à 15h17
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robot Cornell
© Cornell University

Des chercheurs de l'université de Cornell ont mis au point, en partenariat avec l'Institut italien de technologie, un bras robotique capable de transpirer. Comme les être humains, qui régulent leur température interne grâce à la sudation, un robot capable de transpirer présenterait l'avantage de gérer seul sa température, sans mécanisme extérieur.

Pour Robert Shepherd, le professeur agrégé de génie mécanique et d'aérospatial en charge du projet, cette forme de gestion thermique pourrait améliorer la durée de vie de certains robots.


Un système inspiré des mammifères

Selon le scientifique, la régulation thermique est l'un des principaux obstacles à la conception de robots plus durables. Il survient particulièrement sur les robots réalisés dans des matériaux synthétiques souples (que l'on trouve dans les secteurs médicaux ou alimentaires, notamment), ceux-ci dissipant moins efficacement la chaleur qu'un bras métallique. Si le robot est alimenté par un moteur délivrant un couple important, l'ensemble peut surchauffer et rapidement devenir hors d'usage. En outre, l'installation de mécanismes de refroidissement, comme des ventilateurs, à l'intérieur du robot n'est pas toujours possible en raison de leur encombrement. L'objectif a donc été de mettre au point une alternative qui prenne peu de place.

Pour faire cela, l'équipe s'est inspirée de la transpiration, un mécanisme naturel de régulation thermique présent chez les mammifères. L'un des co-auteurs de l'étude publiée dans Science Robotics, T.J Walling, a déclaré que « notre capacité à transpirer est l'une des caractéristiques les plus remarquables de l'humain. La transpiration profite de la perte d'eau évaporée pour dissiper de la chaleur rapidement, et peut [ nous ] refroidir en dessous de la température ambiante ».

Les chercheurs ont donc réalisé des matériaux en forme de doigts à l'aide d'une technique d'impression 3D appelée stéréolithographie. Les matériaux comprennent un hydrogel qui se rétracte lorsque sa température dépasse les 30°C, poussant de l'eau à travers une feuille comprenant des trous de l'ordre du micron. Ces « pores » sont eux aussi sensibles à la température, se dilatant ou se fermant aux alentours de 30°C.


Les robots pourraient-ils aussi boire comme nous ?

Pour Robert Shepherd, il s'agit là d'« une bonne base pour un robot à usage général, adaptatif et durable ». L'équipe a remarqué que si cette transpiration artificielle parvenait effectivement à réduire la température du robot, elle abaissait également celle de l'objet tenu. Mais comme souvent, cette technologie est à l'état expérimental, et les chercheurs réfléchissent aux inconvénients qui se posent à eux. La question de la lubrification est posée, le bras robotique pouvant perdre en capacité en étant rendu plus glissant par la sudation artificielle. Un autre obstacle est celui de l'approvisionnement de l'appareil en eau. Robert Shepherd estime que là aussi, la technologie pourrait s'inspirer des humains, qui boivent pour se réhydrater.

L'équipe de Robert Shepherd continue ainsi de réfléchir à ces questions, envisageant un système capable d'aspirer du liquide comme de le transpirer. Le chercheur affirme : « Je pense qu'à l'avenir, la fabrication de matériaux et robots analogues sur le plan biologique dépendra de la composition des matériaux. Cela soulève un point [ sur l'importance de ] la recherche multidisciplinaire dans ce domaine, où aucun groupe n'a toutes les réponses ».

Source : The Verge
Modifié le 30/01/2020 à 15h17
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