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Un gant sous-marin met les capacités de la pieuvre entre les mains des humains

Une équipe de chercheurs dirigée par Michael Bartlett de Virginia Tech a développé un gant inspiré de la pieuvre able de saisir en toute sécurité des objets sous l’eau. Leurs recherches ont été sélectionnées pour la couverture du 13 juillet de Science Improvements.

Les humains ne sont pas naturellement équipés pour prospérer dans un environnement sous-marin. Nous utilisons des réservoirs pour respirer, des combinaisons en néoprène pour protéger et réchauffer notre corps et des lunettes pour voir clairement. Dans un tel environnement, la main humaine est également mal équipée pour tenir les choses. Quiconque a essayé de retenir un poisson frétillant témoignera que les objets sous-marins sont difficiles à saisir avec nos doigts terrestres.

a déclaré Bartlett, professeur adjoint au département de génie mécanique. “La character a déjà d’excellentes alternatives, alors notre équipe s’est tournée vers le monde naturel pour trouver des idées. La pieuvre est devenue un choix évident d’inspiration.”

Les plongeurs sauveteurs, les archéologues sous-marins, les ingénieurs des ponts et les équipes de sauvetage utilisent tous leurs mains pour extraire des personnes et des objets de l’eau. et une poignée de fer peut parfois compromettre ces opérations. Lorsqu’un toucher délicat est requis, il serait utile d’avoir les mains faites pour l’eau.

S’inspirer d’une adhérence puissante

La pieuvre est l’une des créatures les additionally uniques de la planète, équipée de huit longs bras qui peuvent saisir une myriade de choses dans un environnement aquatique. Dans une belle intégration d’outils pratiques et d’intelligence, ces bras sont recouverts de ventouses contrôlées par les systèmes musculaire et nerveux de l’animal marin.

Chaque ventouse, en forme d’extrémité de piston. Une fois que le big bord extérieur de la ventouse a fait un joint avec un objet, les muscles se contractent et détendent la zone creuse derrière le bord pour ajouter et relâcher la pression. Lorsque de nombreuses ventouses sont engagées.

“Lorsque nous regardons la pieuvre, l’adhésif se démarque certainement. a déclaré Bartlett. “Ce qui est tout aussi intéressant, cependant., la détection et le contrôle de l’adhésion pour manipuler des objets sous-marins.”

Mettre l’inspiration en motion

Pour concevoir leur gant, les chercheurs se sont concentrés sur la réinvention des ventouses  : des tiges en caoutchouc souples coiffées de membranes souples actionnées. La conception a été créée pour remplir la même fonction que la ventouse d’une pieuvre – activer une fixation fiable aux objets avec une légère pression, idéale pour adhérer aux surfaces planes et courbes.

ils avaient également besoin d’un moyen pour que le gant détecte les objets et déclenche l’adhérence. Pour cela. Les ventouses et le LIDAR ont ensuite été connectés by means of un microcontrôleur pour coupler la détection d’objet avec l’engagement de la ventouse, imitant ainsi les systèmes nerveux et musculaire d’une pieuvre.

Dans un environnement naturel, une pieuvre enroule ses bras autour de rochers et de surfaces escarpées, se fixant à des coquilles lisses et à des balanes rugueuses. L’équipe de recherche voulait également quelque selected qui semblait naturel aux humains et leur permettait de ramasser des choses sans exertion., une harmonie de systèmes portables saisissant de nombreuses formes différentes sous l’eau.

“En fusionnant des matériaux adhésifs souples et réactifs avec de l’électronique embarquée, nous pouvons saisir des objets sans avoir à les presser”, a déclaré Bartlett. “Cela rend la manipulation d’objets humides ou sous l’eau beaucoup moreover facile et moreover naturelle. Il suffit de déplacer votre main vers un objet et le gant fait le travail pour saisir.”

Mettre le gant

Lors des checks, les chercheurs ont essayé plusieurs modes de préhension différents. Pour manipuler des objets délicats et légers., des jouets en métal, des cylindres, la partie à double courbure d’une cuillère et une boule d’hydrogel extremely-douce. ils ont également pu saisir des objets in addition grands tels qu’une assiette, une boîte et un bol. Des objets plats, cylindriques, convexes et sphériques constitués de matériaux durs et mous ont été collés et soulevés, même lorsque les utilisateurs n’ont pas saisi l’objet en fermant les mains.

la détection et le contrôle avancés des céphalopodes et fournissent une plate-forme pour les peaux adhésives synthétiques sous-marines qui peuvent manipuler de manière fiable divers objets sous-marins”, a déclaré le chercheur postdoctoral Ravi Tutika. “C’est certainement un pas dans la bonne path.”

Pour l’avenir, les chercheurs envisagent que le gant joue un rôle dans le domaine de la robotique douce pour la préhension sous-maritime. et dans la fabrication pour l’assemblage et la manipulation d’objets humides.

Ce travail a été réalisé avec Sean Frey, ABM Tahidul Haque, Elizabeth Krotz, Cole Haverkamp et Chanhong Lee, représentant Virginia Tech, Iowa Condition College et l’Université du Nebraska-Lincoln. La recherche a été soutenue par la Countrywide Science Foundation dans le cadre du programme Designing Supplies to Revolutionize and Engineer our Potential.

Vidéo  : https://youtu.be/JqLJG5XnUKI