Des doigts robotiques pour saisir en douceur

Des scientifiques de l’EPFL ont inventé une nouvelle pince douce: des lames-électrodes flexibles, qui agissent comme une paire pouce-index. Elles peuvent saisir des objets fragiles, quelle que soient leur forme et leur rigidité, tels qu’un œuf, un ballon ou du papier.

Cette pince légère pourrait bientôt manipuler des produits dans l’industrie alimentaire, capturer des débris dans l’espace, ou encore être incorporée dans des mains prosthétiques. Cette recherche, financée par le Centre national de compétence en recherche NCCR Robotics, est présentée dans la revue Advanced Materials.

 

Des languettes électroniques flexibles agissent comme une pince. Grâce aux forces électrostatiques, elles peuvent manipuler des objets fragiles, quelles que soient leur forme et leur rigidité.

L’électro-adhérence associée à la robotique

«C’est la première fois que l’électro-adhérence et la robotique douce sont associées pour saisir des objets», déclare Jun Shintake, doctorant à l’EPFL et principal auteur de la publication. Lorsque le courant est enclenché, les électrodes se penchent vers l’objet à saisir, imitant une fonction musculaire. La pointe des électrodes se comporte comme des doigts qui s’adaptent délicatement à la forme de l’objet et s’y agrippent par la force électrostatique, de la même manière que le ballon se colle au mur. Ces électrodes peuvent porter quatre-vingt fois leur propre poids, et aucune connaissance préalable de la forme de l’objet n’est nécessaire.

Il existe d’autres pinces douces contrôlées de manière pneumatique, mais elles échouent à saisir des objets fragiles si l’on ne leur a pas décrit préalablement leur forme. Elles se sont de même avérées incapables de manipuler des objets plats ou déformables.

«La nouveauté de notre pince douce, c’est l’association de deux technologies: les muscles artificiels et l’électro-adhérence», déclare Dario Floreano, co-directeur de thèse à l’EPFL. «Notre configuration unique d’électrodes et de membranes de silicone nous permet de contrôler la flexion des pinces et l’adhérence électrostatique», ajoute Herbert Shea, également co-directeur de thèse à l’EPFL.

 

Comment reproduire la fonction musculaire et adhérer aux objets

Les lames-électrodes sont formées de cinq couches: une couche d’élastomère pré-étirée située entre deux couches d’électrodes, elles-mêmes recouvertes de deux couches externes de silicone d’épaisseurs différentes. Lorsque le courant est interrompu, la différence d’épaisseur des couches externes fait que les lames s’enroulent vers l’extérieur. Lorsque le courant est enclenché, l’attraction entre les deux couches d’électrodes raidit les membranes. Ce raidissement à partir d’une position enroulée reproduit la flexion musculaire.

À la pointe des lames, les électrodes de chaque couche sont conçues pour assurer une adhérence électrostatique optimale. Ces électrodes, qui évoquent deux peignes ajustés ensemble, créent un champ électrostatique qui produit l’électro-adhérence.

 

Liens utiles http://bit.ly/2016RoboticFingers https://youtu.be/07dA9df512w http://onlinelibrary.wiley.com/woI1/doi/10.1002/adma.20 1504264/full http://lis.epfl.ch http://lmts.epfl.ch/electroadhesion http://www.nccr-robotics.ch

Prof. Dario Floreano

Tél. 021 693 52 30

dario.floreano@epfl.ch

 

Prof. Herbert Shea

Tél. 021 693 66 63

herbert.shea@epfl.ch

 

Jun Shintake

Tél. 078 739 65 12

jun.shintake@epfl.ch