Ces polymères peuvent se tordre sous l’effet de la chaleur et ainsi bouger sans moteur. Photo: màd

Des robots souples, résistants et capables de se faufiler presque partout? C’est l’idée développée par l’équipe du professeur Christoph Weder de l’Institut Adolphe Merkle en collaboration avec des scientifiques de la Case Western Reserve University (Cleveland, USA) en s’inspirant du ver de terre.

Les robots souples et flexibles suscitent un intérêt considérable car leur mode de déplacement les rend potentiellement utilisables dans de nombreuses applications: inspection de tuyaux, missions de recherche et de sauvetage, exploration souterraine ou encore procédures biomédicales telles que l’endoscopie ou la coloscopie. Pour les mettre au point, les scientifiques doivent faire face à un défi majeur: combiner mobilité et flexibilité. Or, en principe, les moteurs qui font avancer les robots sont des éléments rigides. L’équipe de Christophe Weder a réussi à contourner le problème en ayant recours à des actionneurs souples faits de bicouches de polymères: des éléments qui contiennent deux types de matériaux différents dans deux couches jointes. Celles-ci se dilatent différemment en réponse à un stimulus externe tel que l’humidité, la chaleur, la lumière ou encore la force mécanique. Les scientifiques ont utilisé la chaleur dans ce projet pour mettre les robots en mouvement. Pour cela, ils ont joint deux polymères aux coefficients de dilatation thermique très différents. Exposés à une source de chaleur électrique, les robots ont avancé par contractions et expansions séquentielles de leurs segments – comme des vers de terre.

L. F. Muff et al.: Modular Design of a Polymer-Bilayer-­Based Mechanically Compliant Worm-Like Robot. ­Advanced Materials (2023)