Les robots en forme de dôme imitent la locomotion et les capacités d'aspiration des escargots pour se déplacer séparément et se réunir.
Avantages
- Mobilité tout terrain
- Franchissement d'obstacles
- Structures robotiques reconfigurables
Applications
- Recherche et sauvetage
- Surveillance de l'environnement
- Entretien des infrastructures
Le projet
Les essaims robotiques, conçus pour effectuer diverses tâches dans des environnements intérieurs contrôlés, rencontrent souvent des limitations importantes lorsqu’ils sont déployés dans des environnements extérieurs non structurés. Les conceptions traditionnelles reposent généralement sur des formations et des connexions rigides et prédéfinies qui manquent de flexibilité pour s’adapter à un terrain imprévisible et varié. De plus, la stabilité de ces systèmes est souvent compromise en raison des connexions de forme libre entre les unités individuelles, ce qui les rend moins efficaces dans des environnements exigeant robustesse et adaptabilité.
Outre les limitations physiques, la plupart des essaims robotiques terrestres ne sont pas conçus pour une reconfiguration dynamique dans des conditions réelles, ce qui limite leur utilisation dans différents scénarios. Cela se traduit par une efficacité réduite et une gamme réduite de tâches que ces systèmes peuvent gérer efficacement.
Cette illustration montre la polyvalence opérationnelle des robots inspirés des escargots : individuellement, un seul robot est capable de naviguer sur divers terrains extérieurs et d'escalader des structures métalliques pour des tâches de surveillance. En collaboration, les robots gèrent habilement des paysages complexes, notamment des terrains en escalier, remplis de tranchées et autres terrains difficiles. Ensemble, ils peuvent également se configurer en structures collectives, telles que des bras robotiques, pour manipuler efficacement des objets.
Détails de l'innovation
Le système d’essaim robotique inspiré des escargots révolutionne la robotique terrestre en incorporant des mécanismes de connexion bimode uniques basés sur les caractéristiques biologiques des escargots terrestres. Cette approche améliore à la fois l'adaptabilité et la robustesse, permettant un fonctionnement transparent dans des environnements divers et difficiles.
À Pour la locomotion polyvalente des escargots, le système utilise un mode libre dans lequel les robots sont équipés de chenilles intégrées par aimants. Ces pistes offrent une mobilité de forme libre, permettant aux robots de s'adapter dynamiquement à leur environnement. Ce mode est optimisé pour les tâches qui nécessitent une grande maniabilité et des temps de réponse rapides.
Pour les situations qui exigent une stabilité accrue, comme la navigation sur un terrain accidenté ou dans des conditions météorologiques défavorables, les robots passent en mode fort. Ce mode utilise des ventouses à vide combinées à des ventouses directionnelles. tiges, qui imitent les propriétés adhésives d'une patte d'escargot. Cette conception permet des connexions robustes et sécurisées entre les robots individuels, améliorant considérablement la stabilité et la résilience globales de l’essaim.
La capacité bimode garantit que l’essaim robotique peut basculer entre des mouvements agiles à grande vitesse et des configurations solides et stables selon les besoins. Cette adaptabilité est essentielle pour un large éventail d'applications, de la surveillance environnementale et de l'agriculture aux opérations de recherche et de sauvetage.
a) Evolution morphologique d'un escargot à un robot escargot. b) Les escargots à l'extérieur peuvent grimper sur la coquille d'un autre escargot pour diverses raisons. Inspirés par cela, les robots escargots peuvent également s'interconnecter les uns aux autres. c) Illustration comparative de l’adhésion du pied d’escargot et du mécanisme de connexion du robot escargot sous diverses forces externes. (Zhao, D., Luo, H., Tu, Y. et al.)
Modèle biologique
Les escargots parviennent à prospérer sur une variété de terrains, de la terre ferme aux habitats humides, en utilisant leurs caractéristiques biologiques uniques.
Les escargots terrestres sont équipés d'un pied musclé qui contient des tissus glandulaires capables de sécréter du mucus. Ce mucus joue un rôle essentiel dans le mouvement et l’adhésion, permettant aux escargots d’adhérer à plusieurs surfaces, même celles qui sont verticales ou à l’envers. Le secret réside dans la texture et les propriétés chimiques du mucus, qui peuvent être modifiées en fonction des conditions environnementales, comme la texture de la surface et le taux d'humidité.
La structure du pied présente également des mouvements musculaires complexes qui facilitent la locomotion tout en maintenant la stabilité et l'adhérence sur divers terrains. Cette double capacité de mouvement et d'adhésion a inspiré le mécanisme de connexion à deux modes de l'essaim robotique : le mode libre pour la mobilité et le mode fort pour une stabilité et une adhérence améliorées.
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