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Un robot-mouche de 80 milligrammes

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Dans ce laboratoire d’Harvard, les chercheurs regardent voler les mouches. Mais ils les ont fabriqués eux-mêmes, et ont aussi inventé des méthodes pour réaliser des composants électromécaniques à l’échelle du millimètre.

Un robot-mouche de 80 milligrammes © D.R.

Faire voler un petit robot de la taille d’un insecte, rien de moins facile : à cette échelle, les techniques habituelles de vol et de propulsion ne fonctionnent plus. Le mieux est donc d’imiter les insectes, la mouche par exemple, en battant des ailes. Mais cela pose de nouveaux problèmes, de fabrication, et de contrôle du vol. Des chercheurs d’Harvard (Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering) ont résolu ces problèmes, et fait voler leur robot-mouche, qui pèse 80 milligrammes (vidéo).

A peu près comme la mouche qui leur a servi de modèle, le robot bat des ailes à une fréquence de 120 Hz, avec une amplitude de 120°. Le mouvement est toutefois simplifié : la mouche commande aussi l’orientation des ailes, alors que dans le robot, c’est un mouvement passif grâce à une simple articulation dans l’aile.

Pour fabriquer les différentes parties de leur mouche, les chercheurs ont mis au point une technique originale, baptisée Smart Composites Microstructures (SCM). En effet, les composants sont trop petits pour être fabriqués par des techniques d’usinage classiques, et trop grands pour des méthodes de gravure sur silicium (celles qui servent pour fabriquer des Mems). Le SCM micro-usine des couches de matériau avec un laser, avant de les empiler et de les coller. Le robot-mouche est réalisé en composite renforcé de fibres de carbone, les articulations flexibles sont en polyimide.

Le mouvement des ailes est actionné en utilisant une céramique piézoélectrique dont la vibration est amplifiée. L’alimentation électrique est fournie par un fil. Dans l’état actuel des moyens de stockage de l’électricité, soulignent les chercheurs, le robot, qui consomme 19 mW, ne pourrait voler que quelques minutes en autonomie. C’est aussi par ce câble que passent les consignes de vol, qui assurent les manœuvres et la stabilité du robot.  Un fil à la patte - provisoire - qui n’a pas empêché de valider le principe d’un vol artificiel inspiré des insectes.

Thierry Lucas

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