Ce poisson robot se nourrit de faux sang

Ce poisson robot se nourrit de faux sang
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Cette histoire commence des milliers de pieds dans les airs avec des oiseaux migrateurs, et se termine avec un poisson robotisé nageant dans les eaux ci-dessous. Pour préparer leur voyage, les oiseaux grossissent énormément, doublant peut-être leur poids, se transformant essentiellement en batteries à plumes. Pendant plusieurs jours et plusieurs kilomètres, ils brûlent cette réserve d'énergie pour se propulser dans les ailes et s'empêcher de mourir de faim et de geler. Finalement, ils atteignent leurs destinations émaciés.

Une bonne idée – pensaient des ingénieurs de Cornell et de l’Université de Pennsylvanie – d’un nouveau système énergétique pour les machines. Cela leur a fait penser que la graisse est une batterie froide, mais qu'il n'est pas nécessairement possible de la reproduire dans un robot. Mais du sang? Chez l’homme, le sang distribue l’oxygène et l’énergie aux cellules dans tout le corps. Et le fluide, sous forme hydraulique, alimente déjà certains robots. Alors, pourquoi ne pas modifier ce fluide pour transporter de l'énergie, car notre sang alimente nos propres muscles?

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Ce qu’ils ont atterri n’est pas un oiseau robot (façon trop compliqué et à forte intensité énergétique), mais un poisson-lion robot qui utilise une vasculature rudimentaire et du «sang» à la fois pour s’activer et pour actionner hydrauliquement ses nageoires. Cette technologie en est encore à ses débuts – et ce poisson est en effet extrêmement lent -, mais certaines machines de demain pourraient peut-être laisser tomber des piles et des fils encombrants et se propulser comme des organismes biologiques. Pensez que les machines ressemblent davantage à des cylindres qu’à des grille-pain.

Les robots d'aujourd'hui sont segmentés obstinément. Ils ont une batterie lithium-ion, qui distribue l’énergie par des fils aux moteurs dans les membres,. Ce nouveau poisson-lion robotique a certes des piles, mais elles sont réparties dans tout le corps et fonctionnent en association avec deux pompes: une pour l’alimentation des nageoires pectorales et l’autre pour la queue. Ensemble, les batteries et les pompes agissent davantage comme des cœurs biologiques que comme des ions de lithium dans un robot traditionnel.

James Pikul

Le premier composant est le «sang», essentiellement un fluide hydraulique chargé avec des ions dissous, ce qui lui donne un potentiel chimique pour alimenter l'électronique. «Le fluide hydraulique transmet force et seule force», déclare le robotiste Robert Cornp, de Cornell, coauteur d'un nouveau document La nature décrivant le système. «Dans notre fluide, nous transmettons la force et nous transmettons de l'énergie électrique.

Ce fluide chargé circule dans les cellules de la batterie situées dans l’abdomen et les nageoires du poisson. Chaque cellule comporte deux pièces métalliques opposées: une cathode et une anode. Lorsque le fluide les traverse, il se crée un déséquilibre de charge ou une tension entraînant le passage des électrons dans l'électronique qui alimente les deux pompes. Ceux-ci à leur tour maintiennent le pompage du fluide. Finalement, les cellules de la batterie mourront, le fluide perdant des ions, et le fluide cessera de circuler. À ce stade, vous pouvez recharger le fluide pour garder le poisson. «Vous pouvez en fait vidanger le liquide et injecter plus de liquide chargé», dit Shepherd, «un peu comme si vous remplissiez votre réservoir d'essence à la station-service».

Ainsi, le fluide dynamise le poisson. Mais il agit également comme un fluide hydraulique traditionnel, en ce sens qu'il transmet la force à la queue et aux nageoires pectorales. Lorsque les pompes poussent le fluide vers les ailettes, elles se plient pour faire avancer le robot. Les nageoires pectorales fonctionnent de la même manière pour diriger les poissons à gauche et à droite.

Cela ne fait pas bouger le robot particulièrement rapidement, rappelez-vous: le poisson peut couvrir environ une longueur de corps et demi par minute. "Il serait certainement mangé s'il était dans l'océan", dit Shepherd.

Mais la vitesse du robot ne fera qu’augmenter, car Shepherd et son équipe peuvent augmenter la surface des anodes et des cathodes pour améliorer la densité de puissance. Contrairement aux robots traditionnels, ils peuvent encombrer ces cellules de la batterie où bon leur semble et laisser le facteur de forme souple du robot se conformer aux composants supplémentaires. Ainsi, vous construisez un système circulatoire robotique étendu – des pompes et des batteries faisant circuler le fluide autour du robot.

James Pikul

Ce système comporte certaines limitations importantes, en particulier compte tenu de l'état avancé de la technologie au lithium ionique. «La densité de puissance est environ 30 à 150 fois inférieure par rapport à ce qu’elle montre par rapport à ce qu’une batterie au lithium ionique peut faire», déclare le robotiste MIT CSAIL, Robert Katzschmann, qui utilise un ion traditionnel au lithium. Cela signifie que le robot de Katzschmann peut se déplacer 20 fois plus vite que ce nouveau poisson.

De plus, la nature distribuée de ce nouveau système énergétique du poisson signifie que vous ne pouvez pas facilement échanger une batterie à la volée. «Chaque fois que je me rendais dans l'océan, je remplaçais simplement la batterie par une nouvelle, de sorte que je n'ai pas à attendre pour recharger mon prototype», explique Katzschmann.

Néanmoins, cette nouvelle vision de la robotique pourrait avoir sa place, aux côtés des systèmes traditionnels au lithium ionique. Il y a beaucoup de poissons dans la mer, après tout.


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