BionicFinWave : un robot sous-marin avec un système d'entraînement des ailerons unique

BionicFinWave

Robot sous-marin avec une propulsion par nageoires extraordinaire.

Les vers marins, les seiches et les grands brochets du Nil ont une chose en commun : pour se déplacer, ils créent une vague continue avec leurs nageoires longitudinales qui avancent sur toute leur longueur. C'est avec ce mouvement de nageoire ondulant que le BionicFinWave se déplace également par un système de tube en verre acrylique. Ce faisant, le robot sous-marin autonome peut communiquer avec le monde extérieur et transmettre des données, comme les valeurs de capteur saisies pour la température et la pression, à une tablette.

Les nageoires longitudinales des modèles naturels vont de la tête à la queue et se trouvent sur le dos, le ventre ou encore des deux côtés du corps. Avec le mouvement ondulant des nageoires, ces poissons poussent l'eau vers l'arrière, créant ainsi une course d'avance. À l'inverse, ces animaux peuvent également nager à reculons de cette façon et, en fonction de l'ondulation, générer une force ascensionnelle, descensionnelle, voire un déplacement latéral.

Des nageoires souples en silicone pour des déplacements naturels

Pour se déplacer, le BionicFinWave utilise ses deux nageoires latérales. Elles sont entièrement coulées en silicone et se passent d'entretoises ou d'autres éléments de support. Ainsi, elles sont extrêmement souples et peuvent donc réaliser de façon naturelle les mouvements de vague fluides des modèles biologiques.

Pour ce faire, les deux nageoires sont fixées à gauche et à droite à chaque fois sur neuf petits bras de levier. Ces derniers sont entraînés par deux servomoteurs qui sont montés dans le corps du robot sous-marin. Deux arbres d'entraînement adjacents transmettent la force vers les leviers de sorte que les deux nageoires puissent être en mouvement individuellement. Cela leur permet de générer différents modèles de vagues, qui sont particulièrement adaptés à une locomotion lente et précise, et qui remuent moins l'eau que, par exemple, un entraînement à vis classique.

Pour faire un virage, la nageoire extérieure se déplace par exemple plus rapidement que la nageoire intérieure, comparable avec les chaînes d'une excavatrice. Un troisième servomoteur sur la tête du BionicFinWave commande le fléchissement du corps, lui permettant de nager vers le haut et le bas. Pour que les arbres d'entraînement soient souples et aptes au fléchissement, une articulation à cardan est placée entre chaque segment de levier. À cette fin, les vilebrequins, y compris les articulations et la bielle, ont été fabriqués d'une seule pièce par impression 3D.

Interaction intelligente entre différents composants

Les autres éléments du corps du BionicFinWave sont également imprimés en 3D. Avec leurs cavités, ils servent de corps flottants. En même temps, sur un espace très restreint, l'ensemble de la technique de régulation et de commande est montée de façon étanche, sûre et coordonnée. En plus du circuit imprimé avec processeur et module radio, un capteur de pression et des capteurs à ultrasons sont situés à l'avant du corps. Ils mesurent en permanence les écarts avec les parois ainsi que la position en profondeur dans l'eau et évitent ainsi les collisions.

Nouvelles approches et nouvelles impulsions pour l'industrie du process.

Avec le support technologique bionique, notre Bionic Learning Network apporte une fois de plus des impulsions en vue du futur travail avec les robots autonomes et de nouvelles technologies d'entraînement pour l'intervention dans les liquides. Il serait concevable de développer davantage de concepts comme le BionicFinWave pour des activités telles que les inspections, les séries de mesures ou les collectes de données – par exemple pour le traitement de l'eau et des eaux usées ou encore pour d'autres domaines de l'industrie du process. En outre, les connaissances acquises dans le cadre du projet peuvent être utilisées pour la fabrication de composants de la robotique molle.