Le développement de polymères réactifs aux stimuli a créé une multitude d’opportunités liées aux matériaux pour les robots à corps mou à petite échelle et contrôlés sans fil de nouvelle génération. Depuis quelque temps, les ingénieurs savent utiliser ces matériaux pour fabriquer de petits robots capables de marcher, nager et sauter. Jusqu’à présent, personne n’a réussi à les faire voler.
Les chercheurs du groupe Light-weight Robots de l’Université de Tampere étudient actuellement comment faire voler des matériaux intelligents. Hao Zeng, chercheur à l’Académie et chef de groupe, et Jianfeng Yang, doctorant, ont mis au place un nouveau design pour leur projet appelé FAIRY — Traveling Aero-robots primarily based on Light Responsive Elements Assembly. Ils ont développé un robotic d’assemblage de polymères qui vole grâce au vent et est contrôlé par la lumière.
« Supérieur à ses homologues naturels, cette graine artificielle est équipée d’un actionneur souple. L’actionneur est constitué d’un élastomère cristallin liquide practical à la lumière, qui induit des steps d’ouverture ou de fermeture des poils lors de l’excitation de la lumière seen », explique Hao Zeng.
La fée artificielle est contrôlée par la lumière
La fée artificielle développée par Zeng et Yang possède plusieurs caractéristiques biomimétiques. En raison de sa grande porosité (,95) et de sa construction légère (1,2 mg), il peut facilement flotter dans l’air dirigé par le vent. De in addition, une génération secure d’anneaux vortex séparés permet un déplacement assisté par le vent sur de longues distances.
« La fée peut être alimentée et contrôlée par une source de lumière, comme un faisceau laser ou une LED », explique Zeng.
Cela signifie que la lumière peut être utilisée pour modifier la forme de la minuscule composition ressemblant à une graine de pissenlit. La fée peut s’adapter manuellement à la course et à la pressure du vent en modifiant sa forme. Un faisceau lumineux peut également être utilisé pour contrôler les steps de décollage et d’atterrissage de l’ensemble polymère.
Opportunités d’application potentielles dans l’agriculture
Ensuite, les chercheurs se concentreront sur l’amélioration de la sensibilité du matériau pour permettre le fonctionnement de l’appareil à la lumière du soleil. De furthermore, ils mettront à l’échelle la framework afin qu’elle puisse transporter des dispositifs micro-électroniques tels que des GPS et des capteurs ainsi que des composés biochimiques.
Selon Zeng, il existe un potentiel pour des apps encore in addition importantes.
« Cela ressemble à de la science-fiction, mais les expériences de preuve de notion incluses dans nos recherches montrent que le robotic que nous avons développé constitue une étape importante vers des applications réalistes adaptées à la pollinisation artificielle », révèle-t-il.
À l’avenir, des millions de graines artificielles de pissenlit transportant du pollen pourraient être dispersées librement par les vents naturels, puis dirigées par la lumière vers des zones spécifiques avec des arbres en attente de pollinisation.
« Cela aurait un impact énorme sur l’agriculture à l’échelle mondiale puisque la perte de pollinisateurs thanks au réchauffement climatique est devenue une menace sérieuse pour la biodiversité et la production alimentaire », a déclaré Zeng.
Des défis restent à résoudre
Cependant, de nombreux problèmes doivent d’abord être résolus. Par exemple, comment contrôler le place d’atterrissage de manière précise, et remark réutiliser les appareils et les rendre biodégradables ? Ces thoughts nécessitent une collaboration étroite avec les scientifiques des matériaux et les personnes travaillant sur la microrobotique.
Le projet FAIRY a débuté en septembre 2021 et durera jusqu’en août 2026. Il est financé par l’Académie de Finlande. Le robotic volant est étudié en coopération avec le Dr. Wenqi Hu de l’Institut Max Planck pour les systèmes intelligents (Allemagne) et du Dr. Pendre Zhang de l’Université Aalto.
