Histoire complète
La boisson la plus chaude de l'été est peut-être la SEAS-colada. Voici ce dont vous avez besoin pour le préparer : du gin, du jus d'ananas, du lait de coco et une pompe péristaltique souple à base d'actionneur en élastomère diélectrique. Malheureusement, le dernier composant ne peut être trouvé que dans le laboratoire de Robert Wood, professeur d'ingénierie et de sciences appliquées Harry Lewis et Marlyn McGrath à la Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences.
Au moins pour l'instant.
Wood et son équipe ont conçu la pompe pour résoudre un défi majeur de la robotique douce : comment remplacer les composants de puissance traditionnellement volumineux et rigides par des alternatives souples.
Au cours des dernières années, le laboratoire de microrobotique de Wood à SEAS a développé des analogues souples de composants robotiques traditionnellement rigides, notamment des vannes et des capteurs. Dans les systèmes robotiques entraînés par fluide, les pompes contrôlent la pression ou le débit du liquide qui alimente le mouvement du robot. La plupart des pompes disponibles aujourd'hui pour la robotique douce sont soit trop grandes et rigides pour être embarquées, soit pas assez puissantes pour être actionnées, soit ne fonctionnent qu'avec des fluides spécifiques.
L'équipe de Wood a développé une pompe compacte et souple avec un débit de pression réglable, suffisamment polyvalente pour pomper une variété de fluides de viscosité variable, notamment du gin, du jus et du lait de coco, et suffisamment puissante pour alimenter des dispositifs haptiques souples et un doigt robotique souple.
La taille, la puissance et la polyvalence de la pompe ouvrent une gamme de possibilités pour les robots logiciels dans diverses applications, notamment la manipulation des aliments, la fabrication et les thérapies biomédicales.
La recherche a été publiée récemment dans Science Robotics.
Les pompes péristaltiques sont largement utilisées dans l'industrie. Ces machines simples utilisent des moteurs pour comprimer un tube flexible, créant ainsi une différence de pression qui force le liquide à travers le tube. Ces types de pompes sont particulièrement utiles dans les applications biomédicales car le fluide ne touche aucun composant de la pompe elle-même.
"Les pompes péristaltiques peuvent délivrer des liquides avec une large gamme de viscosités, des suspensions particules-liquides ou des fluides tels que le sang, qui constituent un défi pour d'autres types de pompes", a déclaré le premier auteur Siyi Xu, ancien étudiant diplômé de SEAS et actuel chercheur postdoctoral. dans le laboratoire de Wood.
S'appuyant sur des recherches antérieures, Xu et l'équipe ont conçu des actionneurs en élastomère diélectrique (DEA) électriques pour agir comme moteur et rouleaux de la pompe. Ces actionneurs souples ont une densité de puissance ultra élevée, sont légers et peuvent fonctionner sur des centaines de milliers de cycles.
L’équipe a conçu un ensemble de DEA qui se coordonnent les uns avec les autres, compressant un canal de taille millimétrique dans une séquence programmée pour produire des ondes de pression.
Le résultat est une pompe de la taille d’un centimètre, suffisamment petite pour tenir à bord d’un petit robot souple et suffisamment puissante pour actionner un mouvement, avec une pression, un débit et une direction d’écoulement contrôlables.
"Nous avons également démontré que nous pouvions régler activement la sortie du flux continu aux gouttelettes en faisant varier les tensions d'entrée et la résistance de sortie, dans notre cas le diamètre de l'aiguille émoussée", a déclaré Xu. "Cette capacité pourrait permettre à la pompe d'être utile non seulement pour la robotique mais également pour les applications microfluidiques."
"La majorité des robots mous contiennent des composants rigides quelque part le long de leur transmission", a déclaré Wood. "Ce sujet a commencé comme un effort visant à remplacer l'un de ces éléments clés, la pompe, par une alternative souple. Mais en cours de route, nous avons réalisé que les pompes souples compactes pouvaient avoir une bien plus grande utilité, par exemple dans les contextes biomédicaux pour l'administration de médicaments ou implantables. dispositifs thérapeutiques. »
Cette incroyable nouvelle ?
Oui ou Non ✍️