Robot Fish fait des éclaboussures avec Motion Breakthrough

Jun 15, 2023

INITIÉ DU MOUVEMENT DESIGN

Un poisson robot équipé d'un polymère torsadé et enroulé (TCP) pour le faire avancer, un dispositif léger et peu coûteux qui repose sur le changement de température pour générer du mouvement, pourrait rendre l'exploration sous-marine plus accessible.

Le TCP fonctionne en se contractant comme un muscle lorsqu'il est chauffé, convertissant l'énergie en mouvement mécanique. Le TCP utilisé dans ce travail est réchauffé par chauffage Joule - le passage du courant à travers un conducteur électrique, qui produit de l'énergie thermique et chauffe le conducteur. Minimiser la distance entre le TCP d'un côté du poisson robot et le ressort de l'autre, active l'aileron à l'arrière, permettant au poisson robot d'atteindre de nouvelles vitesses. Le battement ondulant de sa nageoire arrière a été mesuré à une fréquence de 2 Hz, deux ondes par seconde. La fréquence du courant électrique est la même que la fréquence du volet de queue.

Les résultats, publiés lors de la 6e conférence internationale IEEE-RAS sur la robotique douce (RoboSoft 2023), offrent une nouvelle voie pour augmenter la fréquence d'actionnement des TCP grâce à la conception thermomécanique et montrent la possibilité d'utiliser des TCP à haute fréquence dans des environnements aqueux.

L'auteur principal, Tsam Lung You, du département de mathématiques de l'ingénierie de Bristol, a déclaré : "Le polymère torsadé et enroulé (TCP) est un nouvel actionneur prometteur, présentant des propriétés attrayantes de légèreté, de faible coût, de haute densité d'énergie et un processus de fabrication simple.

"Ils peuvent être fabriqués à partir de matériaux très facilement accessibles comme une ligne de pêche et ils se contractent et fournissent un actionnement linéaire lorsqu'ils sont chauffés. Cependant, en raison du temps nécessaire à la dissipation de la chaleur pendant la phase de relaxation, cela les rend lents."

En optimisant la conception structurelle de la paire de muscles antagonistes TCP-ressort et en rapprochant leurs points d'ancrage, cela a permis à la nageoire postérieure de se balancer à un angle plus grand pour la même quantité d'actionnement TCP. Bien que cela nécessite une plus grande force, le TCP est un actionneur puissant avec une densité d'énergie de travail élevée, il est donc toujours capable d'entraîner l'aileron.

Jusqu'à présent, les TCP étaient principalement utilisés pour des applications telles que les appareils portables et les mains robotiques. Ces travaux ouvrent d'autres domaines d'application où le TCP peut être utilisé, comme les robots marins pour l'exploration et la surveillance sous-marines.

Tsam Lung You a ajouté : "Notre poisson robotique a nagé à la fréquence d'actionnement la plus rapide trouvée dans une application TCP réelle et également à la vitesse de locomotion la plus élevée d'une application TCP jusqu'à présent."

L'équipe prévoit maintenant d'étendre l'échelle et de développer un robot à nageoires ruban piloté par TCP inspiré du couteau qui peut nager avec agilité dans l'eau.

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