Les moteurs alimentés par des ions transportent actuellement des satellites en dehors de notre système solaire, mais ici sur Terre, cette propulsion futuriste pourrait propulser des robots miniatures.
Daniel Drew, étudiant en ingénierie à l'Université de Californie à Berkeley, s'est trouvé inspiré pour étudier les robots miniatures issus de la science-fiction qu'il dévorait dans son enfance.
Les robots miniatures inspirés par les insectes pourraient un jour être utilisés pour rechercher des survivants après une catastrophe dans les espaces confinés, surveiller la qualité de l'air et même remplacer, en tant que pollinisateurs, les insectes réels qui ont été éliminés d'une région.
"Imaginez un monde où nous pourrions puiser dans les entrées sensorielles de chaque insecte sur Terre", a déclaré Drew. "C'est le genre de données haute résolution que nous pouvons obtenir."
Mais en plus de ces prototypes bioinspirés qui semblaient devoir fonctionner, a déclaré Drew, ils ont rencontré un problème auquel leurs inspirations réelles ne sont pas confrontées: l’énergie. Contrairement à un insecte, un robot miniature a besoin d'une source d'énergie, ce qui signifie généralement une batterie. Mais les batteries ne peuvent être que si petites, et le fait de placer une batterie plus grande et plus puissante sur un microrobot signifie que le robot tout entier doit s’agrandir pour atteindre son objectif.
Drew a déclaré que son conseiller, cependant, pensait qu'une solution vintage pourrait résoudre ce dilemme moderne: les propulseurs ioniques. Datant des expériences du pionnier des fusées Robert Goddard, ces moteurs exploitent le simple effet électrostatique familier à la plupart des gens qui ont tiré des chaussettes collées ensemble dans la sécheuse. Essentiellement, la propulsion ionique fonctionne en projetant un électron dans une chambre remplie d'un gaz quelconque. Quand il frappe un atome du gaz, cet électron élimine un électron de l'atome et le charge positivement. Une grille chargée négativement près de l'extrémité de la chambre tire alors cet atome hors du propulseur. La force de cet atome projetant le propulseur propulse son engin en avant.
Cependant, cette force est aussi petite qu’un atome et les propulseurs ioniques sont bien pâles comparés à la puissance des moteurs à essence ou à batterie. Les tentatives visant à développer les propulseurs ioniques pour les rendre similaires aux moteurs de Star Wars ou même à travailler avec des hoverboards ont été infructueuses en raison de la faiblesse de leur force. Les moteurs à ions ont été relégués au vide de l'espace, où les satellites qui les utilisent ne rencontrent aucune résistance de l'air et l'efficacité est plus importante que la vitesse.
Mais Drew s'est rendu compte que malgré tous leurs défauts à l'échelle macroscopique, les propulseurs ioniques pourraient faire des merveilles à l'échelle microscopique.
Il a conçu des versions à petite échelle de propulseurs ioniques et a commencé à les intégrer à des robots miniatures. Ces "ionocraft" mesurent environ un demi-pouce carré et volent via une attache. Les futures versions pourraient utiliser de minuscules batteries embarquées pour obtenir jusqu'à 10 minutes de vol, et Drew espère qu'elles deviendront encore plus efficaces. Il a présenté l'un de ses robots lors d'une conférence le mois dernier à Montréal, au Canada. Actuellement, le vaisseau ne peut pas être dirigé, mais Drew et son équipe sont capables de contrôler son altitude, ce qui en fait un véritable quadricoptère de base avec ses quatre moteurs, explique-t-il. Avec son manque de pièces mobiles et sa propulsion silencieuse, Drew dit que les spectateurs ont décrit le ionocraft comme "fantasmagorique" et "comme un ovni".
Drew travaille maintenant à améliorer la pression exercée sur ses microrobots afin de les faire bouger plus rapidement et plus puissamment, tout en réfléchissant à la manière dont ces engins ioniques seront dirigés un jour et même à la manière dont les humains interagiront avec eux psychologiquement au fur et à mesure que ces appareils commencent à entrer dans la vie quotidienne. . Il envisage des simulations de réalité virtuelle qui associeraient des humains à un essaim de ces microrobots que l’on pourrait rencontrer.
"La microrobotique est un domaine si jeune", a déclaré Drew. "Vous devez appuyer sur chaque aspect pour progresser."
Une version antérieure de cet article indiquait à tort que l'ionocraft volait via une pile. Actuellement, les embarcations sont connectées à une source d'alimentation, mais les versions futures pourraient utiliser la batterie. Smithsonian.com regrette l'erreur.
