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Microrobotique : ThermoBot se déplace sur l'eau comme un insecte

Cinq chercheurs issus des laboratoire TIPs de l’Université Libre de Bruxelles (Belgique) et de l’institut français FEMTO-ST à Besançon (Doubs) ont imaginé un microrobot capable d’évoluer sur l’eau à l’exemple des insectes, le ThermoBot.
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Microrobotique : ThermoBot se déplace sur l'eau comme un insecte
Microrobotique : ThermoBot se déplace sur l'eau comme un insecte © Institut FEMTO-ST

Développer de nouveaux moyens pour déplacer des objets microscopiques, telle est l’idée qui a motivé les recherches conjointes des équipes des laboratoires TIPs de l’Université Libre de Bruxelles et de l’institut français FEMTO-ST à Besançon. Depuis 2013, elles travaillent à miniaturiser un robot capable de se mouvoir sur l’eau.

"Le problème quand on miniaturise un robot, c’est qu’en diminuant sa taille par dix, on réduit son volume par 1 000. Donc, si l’on veut utiliser une pile par exemple, son volume réduit ne permet pas d’embarquer suffisamment d’énergie pour le mouvement", explique Aude Bolopion, chercheuse en microrobotique à l’institut FEMTO-ST. Pour faire face à cette problématique, les équipes ont choisi d’utiliser des énergies déportées.

Un mouvement contrôlé
Pour que le microrobot se déplace sur l’eau, elles ont utilisé la tension de surface du liquide. En balayant la surface, un laser à infrarouge va chauffer l’eau de 2 ou 3 degrés, entrainant une modification dans la tension de surface et créant un mouvement de fluide complexe mais contrôlé afin qu’un ou plusieurs robots se déplacent.



"Une unité de commande extérieure, un ordinateur, calcule l’orientation nécessaire du miroir qui va dévier le spot laser à l’endroit voulu tandis que grâce à la caméra montée sur le microscope nous pouvons traiter les images pour avoir la position de l’objet et la faire évoluer." Le logiciel, développé par les chercheurs et écrit en langage C, comporte des modèles qui vont ensuite définir la distance adéquate entre le laser, la surface et l’objet posé sur l’eau pour la chauffer au niveau requis pour créer le mouvement.

Si l’intelligence artificielle n’est pas encore associée au projet, elle est intégrée dans les perspectives de développement. Pour l’heure, ThermoBot comporte un laser infrarouge, une caméra pour suivre la progression de l’objet, un ordinateur de contrôle pour définir la puissance nécessaire du laser ainsi qu’un microrobot en plastique imprimé en 3D posé à la surface de l’eau. "Les nouvelles technologies de 3D nous permettent d’avoir une structure tridimensionnelle d’un objet de petite taille allant du demi-millimètre à un centimètre."

Des applications à imaginer
"Nous en sommes encore à la démonstration du principe mais on pourrait envisager du convoyage de composants miniatures dans une micro usine ou sur une microligne industrielle", propose Aude Bolopion en y mettant les réserves relatives aux avancées de la technologie. Pourquoi pas également envisager des microrobots entrant en interaction avec des insectes sur l’eau. L’objet flottant dispose d’une vitesse de locomotion de quelques millimètres par seconde, soit 20 fois sa taille par seconde. Ramenée à notre échelle, cette distance est l’équivalent d’un véhicule roulant à 200 km/h.

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