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New Micro-Robotic Systems featuring Piezoelectric Adaptive MicroStructures for Sensing and Actuating, with Associated Embedded Control

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Un micro-robot gagne la course

Grâce à un financement de l'UE, des chercheurs européens ont mis au point un robot miniature susceptible de diverses utilisations en robotique et micro-fabrication.

Technologies industrielles

L'adaptronique est un domaine pluridisciplinaire visant à concevoir des systèmes électromécaniques capables de s'adapter eux-mêmes aux changements de leur environnement. Parmi les applications les plus prometteuses de l'adaptronique, citons la microrobotique et les systèmes de micro-fabrication. Les systèmes adaptatifs sont basés sur de nombreux composants et fonctions complexes. Les systèmes adaptatifs utilisent souvent des matériaux actifs (intelligents) par exemple piézoélectriques (qui génèrent un courant électrique sous l'action d'une contrainte mécanique et réciproquement qui se déforment lorsqu'on leur applique un champ électrique). Ils intègrent aussi des détecteurs pour mesurer l'évolution de certains paramètres, et des actionneurs pour produire la réponse appropriée. Enfin, ils ont besoin d'un système de contrôle pour coordonner le fonctionnement d'ensemble de tous les éléments. Ces systèmes ont des exigences très strictes, par exemple une résolution nanométrique et un délai de réponse de l'ordre de la milliseconde. Actuellement, on ne dispose pas des détecteurs miniatures, rapides et précis qu'exige une utilisation en microrobotique. Dans le cadre du projet Micropads financé par l'UE, des scientifiques européens ont cherché à combler cette lacune. Micropads s'est attaché à mettre au point des structures actives à l'échelle du centimètre et du millimètre, en intégrant sur le même matériau piézoélectrique les détecteurs, les actionneurs et la technologie de contrôle. Les scientifiques ont d'abord exploré de nouveaux matériaux et techniques de traitement. Ils ont déterminé que l'association d'une nouvelle génération de matériaux piézoélectriques (niobate-titanate de plomb-magnésium, PMN-PT) avec le silicium était la plus prometteuse pour développer des micro-systèmes haute performance. Le consortium a alors conçu des microactionneurs innovants ainsi que des micropinces thermopiézoélectriques (actionneurs mixtes) en attente de brevet. L'intégration des systèmes de mesure et de contrôle sur une même carte électronique a permis d'utiliser les microactionneurs piézoélectriques à la fois comme actionneur et comme détecteur. Ces systèmes sont ainsi bien plus petits, moins coûteux, et génèrent des signaux de meilleure qualité. En s'appuyant sur cette nouvelle technologie, le consortium de Micropads a réalisé un microrobot mobile. Ce robot surprenant s'est classé premier lors de la prestigieuse Conférence internationale sur la robotique et l'automatisation de l'Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE ICRA), enregistrant un record mondial dans le cadre d'une course de robots. Le consortium Micropads a donc mis au point une adaptronique de pointe, aux applications quasiment illimitées.

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