Que pouvons-nous apprendre de la nature ? Quelles sont les capacités issues du monde animal qui peuvent être utilisées pour des applications industrielles ? Nous nous penchons sur ces questions depuis des années au sein du Bionic Learning Network. En coopération avec des universités, des instituts et des sociétés de développement, nous concevons des organismes de recherche dont les principes techniques de base sont issus de la nature. Les mouvements et fonctions uniques de la trompe de l'éléphant sont un thème récurrent.
Avec l'assistant de manipulation bionique (2010), le BionicMotionRobot (2017) et le BionicSoftArm (2019), une gamme de bras robotisés pneumatiques légers a vu le jour au fil du temps. Grâce à leurs structures à soufflets flexibles, ils sont tous en mesure de reproduire sans effort la fluidité des mouvements de leur modèle naturel. Au fur et à mesure de leur développement, les concepts bioniques sont devenus plus compacts, plus petits et plus rapides à mettre en œuvre.
Pour le Bionic E-Trunk de précision, nos développeurs, en collaboration avec le Centre pour la mécatronique et la technique d'automatisation de Sarrebruck, ont poussé le concept de miniaturisation encore plus loin et ont appliqué pour la première fois les mouvements naturels par entraînement électrique.
Le Bionic E-Trunk est composé de deux segments de 140 millimètres de long, dont le diamètre se rétrécit. En son centre, une structure imprimée en 3D et une barre hautement élastique la stabilisent dans le sens de la longueur. Autour de ce centre, qui ressemble à une colonne vertébrale, sont disposés de fins fils fabriqués en un matériau métallique spécial, à savoir l'alliage à mémoire de forme.
L'alliage à mémoire de forme existe sous deux structures différentes en fonction de la température : lorsqu'il est chauffé, par exemple par un courant électrique, les fils se raccourcissent. Lorsqu'ils refroidissent, ils « se souviennent » de leur forme antérieure et reviennent à leur position initiale. Ainsi, le Bionic E-Trunk peut se plier au cas par cas et de manière contrôlée dans n'importe quelle direction. Plus les fils sont fins, plus ils chauffent et refroidissent rapidement. Ils réagissent donc plus directement aux commandes.
Pour élaborer le concept, les développeurs ont choisi une disposition similaire à celle des anciens projets de trompe pneumatique. Chaque segment est constitué de trois faisceaux de deux ou quatre fils chacun. Il peut ainsi être dirigé dans une direction définie en fonction des fils activés séparément. En interagissant les uns avec les autres, ces muscles artificiels assurent la fluidité et la flexibilité des mouvements du Bionic E-Trunk.
Grâce à son poids plume de seulement douze grammes, la trompe peut facilement être déplacée par des actionneurs en alliage à mémoire de forme. Ceux-ci présentent le quotient force/poids le plus élevé par rapport aux autres concepts d'entraînement.
Associé à une micro-pince, le Bionic E-Trunk pourrait servir à manipuler de petits objets. De plus, ce concept permettrait d'effectuer des opérations de dosage dans le domaine des sciences naturelles. Pour ce faire, il suffirait de monter un tuyau flexible sur le côté de la structure. Celui-ci permettrait de prélever des liquides dans des récipients et de les transvaser dans d'autres contenants. Il serait également possible d'envisager la diffusion de flux d'air ciblés pour le nettoyage des passages étroits.
Alors que les prédécesseurs pneumatiques étaient uniquement en mesure de saisir des objets en s'adaptant à leurs formes, le Bionic E-Trunk permet d'envisager la mise en œuvre d'autres fonctions de la trompe d'éléphant, à savoir le prélèvement et la distribution de liquides ou d'air.