Bras robotique inspiré de la trompe d'éléphant

Innovation : Industrie

Festo

2012

Image: Richard Jacobs / Unsplash / CC BY SA - Attribution Creative Commons + Partage dans les mêmes conditions

Modifier la pression

Pour de nombreux systèmes vivants, la modification de la pression fournit une force supplémentaire. Pour d'autres, il fournit des moyens de déplacer l'air. Pour utiliser efficacement la pression, il faut une source de pression fiable, ainsi que des mécanismes pour créer et relâcher la pression selon les besoins. Souvent, les modifications de pression au sein d'un système vivant sont créées par l'eau, bien que l'air puisse également être une source. Un exemple de système de pression facilité par l'eau est celui des feuilles fanées qui utilisent la pression hydrostatique pour se raidir. Ils le font en apportant des solutés (tels que des sels) dans leurs cellules, ce qui les amène à puiser de l'eau.

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Modifier la taille/la forme/la masse/le volume

De nombreux systèmes vivants modifient leurs propriétés physiques, telles que la taille, la forme, la masse ou le volume. Ces modifications se produisent en réponse aux besoins du système vivant et/ou aux conditions environnementales changeantes. Par exemple, ils peuvent le faire pour se déplacer plus efficacement, échapper aux prédateurs, se remettre des dégâts ou pour de nombreuses autres raisons. Ces modifications nécessitent des taux et des niveaux de réponse appropriés. La modification de l'une de ces propriétés nécessite des matériaux pour permettre de tels changements, des signaux pour effectuer les changements et des mécanismes pour les contrôler. Un exemple est le poisson porc-épic, qui se protège des prédateurs en prenant des gorgées d'eau ou d'air pour gonfler son corps et ériger des épines incrustées dans sa peau.

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Répartir les solides

Les solides comprennent des ressources telles que la nourriture, les graines, les spores et les feuilles, que les systèmes vivants doivent parfois déplacer pour accomplir diverses activités telles que la pollinisation, l'alimentation de leurs petits ou la construction d'abris. Pour répartir efficacement les solides, les systèmes vivants doivent utiliser des stratégies adaptées aux tailles et aux types de solides et aux milieux dans lesquels ils existent (air, eau ou autre milieu). Cela peut impliquer des stratégies qui vont au-delà du simple fait de tenir et de transporter des solides. Par exemple, certaines graines sont transportées par le vent vers de nouveaux endroits pour la germination. D'autres, comme les graines crochues de la bardane, s'accrochent à la fourrure des animaux pour être transportées.

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Se déplacer dans/à travers les gaz

Les systèmes vivants doivent se déplacer à travers des gaz (qui sont moins denses que les liquides et les solides) tels que ceux de l'atmosphère terrestre. Le plus grand défi du déplacement dans les gaz est que, parce que le système vivant est plus lourd que le gaz, il doit surmonter la force de gravité. Se déplacer efficacement dans ce milieu léger présente des défis et des opportunités uniques pour les systèmes vivants. En conséquence, ils ont développé d'innombrables solutions pour optimiser la traînée et augmenter la portance afin qu'ils puissent rester en l'air et profiter des courants variables. De plus, ils doivent vaincre la gravité lorsqu'ils se déplacent d'un liquide ou d'un solide dans l'air. La fée mouche, le plus petit insecte connu, est une minuscule guêpe qui doit se déplacer dans les airs. Pour la guêpe, l'air ressemble à un liquide lourd et pour se déplacer à travers elle, elle utilise des rames plumeuses spéciales plutôt que des ailes.

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Brochures

Assistant de manipulation Festo_Bionic
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Un robot plus doux

Explorez les ressources pour enseigner les concepts et les pratiques d'ingénierie en utilisant l'histoire d'un bras robotique flexible inspiré des muscles des trompes des éléphants.

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Le Bionic Handling Assistant de Festo est un bras robotisé qui peut facilement déplacer et saisir des objets sans mettre en danger les humains.

Avantages

Coffre-fort
Légèreté
Installation

Applications

Usines de chars

Objectifs de développement durable des Nations Unies abordés

Objectif 9 : Innovation et infrastructure de l'industrie

Le projet

Travailler dans les usines nécessite souvent d'être à proximité de machines, ce qui peut être dangereux pour les employés. Souvent, les robots doivent être protégés pour éviter les dommages, ce qui peut limiter la mobilité et la productivité. De plus, de nombreuses machines sont lourdes et rigides, ce qui limite davantage la gamme et le type d'activités qu'elles peuvent effectuer.

Détails de l'innovation

Le Bionic Handling Assistant est un bras robotique qui s'inspire de la grande amplitude de mouvement et de la capacité de préhension de la trompe de l'éléphant. L'assistant de manipulation est composé de trois segments interconnectés qui sont utilisés pour se déplacer, et la « pince » à l'extrémité est utilisée pour saisir et ramasser des objets. Le bras robotique se déplace parce que les chambres à l'intérieur du bras se remplissent d'air comprimé, permettant une large gamme de mouvements tout en étant léger (le bras entier ne pèse que 5 livres). Les chambres fonctionnent avec des capteurs dans le bras pour contrôler avec précision les mouvements. La pince est composée de trois « griffes » qui peuvent épouser la forme d'un objet, ce qui facilite la prise et la prise d'objets.

Video

Modèle biologique

La trompe d'un éléphant est très dynamique, capable non seulement de se déplacer dans une variété de directions, mais également capable de le faire avec une force et une précision immenses. Il le fait sans le support squelettique ni le déplacement de fluide dans tout le muscle. Au lieu de cela, le tronc est constitué d'un « fluide » incompressible (c'est-à-dire environ 40,000 XNUMX fibres musculaires serrées) qui maintient son volume pour rester constant à travers une variété de mouvements.

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