[L'instant tech] Fabriquer des robots souples en soufflant des bulles

Cela pourrait faire penser à la méthode traditionnelle du soufflage de verre. Ou encore à la sculpture de ballons de baudruche. Mais la méthode de “moulage à partir de bulles” (bubble casting) mise au point par des chercheurs de l’université Princeton (Etats-Unis) et présentée dans la revue Nature le 10 novembre, n’a pas de vocation décorative. Au contraire, elle pourrait servir à grandement simplifier la fabrication de robots mous. Et ainsi à favoriser l'émergence de ces automates à la structure flexible, moins contondants et dangereux que leurs homologues de métal, et qui pourraient venir remplacer les machines actuelles pour évoluer aux côtés d'humains.

Créer des articulations flexibles

Le concept de robot mou n’est pas nouveau, mais les nombreux prototypes existants peinent encore à sortir des laboratoires. Contrairement aux robots classiques, dont le mouvement des articulations métalliques (en tous cas la plupart du temps) est prévisible, la déformation des membres mous est moins simple à contrôler. D’où l’idée d’utiliser des articulations particulières, dont la structure elle-même est conçue pour prendre une forme bien précise à la suite d’un stimulus (qui peut être électrique, mais aussi pneumatique ou magnétique, par exemple). Un concept attrayant, mais peu simple à mettre en œuvre. Pour en accélérer l’adoption, les chercheurs ont donc mis au point une nouvelle méthode de production, à la fois simple et rapide.

Comme le nom de cette dernière l’indique, les chercheurs utilisent donc... des bulles d'air. Et comptent ensuite sur l'action (calculée) de la gravité ! La recette est simple : remplir un moule (droit, en spirale, en étoile, ou encore plus complexe) d'élastomère liquide, puis y injecter les bulles avec précision. L'élastomère, qui prend une consistance caoutchouteuse en se durcissant, glisse le long de la bulle pour former des parois plus fines au dessus et plus épaisses en dessous. De quoi produire des pièces qui, lorsqu'elles seront gonflées par injection d'air, se plieront selon une forme préétablie… puisque les parois fines ploient plus facilement.

Simple et peu coûteux

Un principe simple, mais qui a requis de multiples calculs relatifs à la mécanique des fluides et aux interfaces entre les matériaux avant de pouvoir prédire, selon l’injection de la bulle, quel mouvement sera celui de la pièce finale. Et quelle quantité d'air l'on peut injecter avant que le robot n'explose tel un ballon de baudruche !

Grâce à cette méthode, peu coûteuse en instruments et capables de produire des pièces de toutes tailles, les scientifiques espèrent favoriser les expérimentations en robotique molle. Pour donner l'exemple, ces derniers ont mis au point divers prototypes, de simples fils et ressorts capables de se comprimer pour saisir ou déplacer des objets, à des dispositifs plus complexes, semblables à une main qui se ferme ou une queue de poisson qui oscille. Une première démonstration des capacités de cette nouvelle méthode, qui pourrait servir à produire des pièces aux mouvements bien plus élaborés, voire même séquentiels.