Ce robot-libellule surveille les milieux marins

Surveiller les milieux aquatiques de toute atteinte, c’est ce qu’ambitionne une équipe de recherche de l’Université Duke, à Durham (Etats-Unis), avec son robot DraBot. Inspiré des libellules, d’où son nom est tiré (dragonfly en anglais), ce prototype permettrait de survoler la surface de l’eau et d’y détecter les moindres changements, comme « les signes d’acidification de l’eau douce dus aux drainages miniers par exemple, les signes précoces de marée noires et les changements de températures de l’eau, qui sont tous préjudiciables aux écosystèmes aquatiques et marins », nous explique Shyni Varghese, chercheuse à l’Université Duke et co-autrice de l’étude publiée dans la revue Advanced Intelligent Systems. Un grand projet pour ce petit dispositif de 5,7 cm de long pour 3,5 d’envergure.

DraBot frôle l’eau plus qu’il ne la survole. Il « reste en contact avec la surface de l’eau pendant son déplacement, précise Shyni Varghese. Ceci est permis par la combinaison de la flottaison et de la propulsion par air comprimé ». DraBot est fabriqué à partir de matériaux hydrophobes : le silicone Sylgard 184 et la membrane Ecoflex. Les ailes intègrent un circuit pneumatique (partie antérieure) et hydraulique (partie postérieure) qui entraîne des actionneurs souples pour se mouvoir. Son apport d’air comprimé est externe.

Des matériaux hydrophobes et sensibles

Concernant ses capacités en tant que capteur de l’environnement, le DraBot intègre dans ses ailes un hydrogel (A6ACA pour acrylol-6-amino caproic acid), auto-cicatrisant et sensible au pH, qui lui permet de détecter des signes d’acidification de l’eau. En effet, il permet au petit robot de détecter et réagir aux changements de pH dans l’eau en rendant compte de ces perturbations via une modification observable de ses mouvements. À la rencontre de conditions acides par exemple, le robot effectue un virage à gauche continu, faisant ainsi un mouvement circulaire dans le sens inverse des aiguilles d’une montre. Pour y parvenir, les chercheurs ont réalisé une coupure superficielle sur les ailes antérieures et postérieures gauches, dont la plaie a été pansée avec l’hydrogel. Ils expliquent qu’à faible pH, « l’hydrogel soude les deux ailes gauches ensemble, empêchant l’aile arrière de battre et bloquant ainsi le canal de sortie d’air sur l’aile antérieure gauche ». L’exposition à un pH plus élevé dissocie les ailes pour reprendre un vol normal.

Autre caractéristique des ailes : elles changent de couleur avec la variation de température grâce à un pigment thermochromique. Les ailes passent du rouge au jaune progressivement avec la hausse de température. Enfin, les surfaces microporeuses du silicone au niveau de l’abdomen et au bout des ailes ainsi que leur hydrophobicité sont exploitées à la fois pour la détection et l’absorption des composés hydrophobes, telles que les huiles. Si, dans sa configuration actuelle, DraBot ne peut que détecter les déversements, les chercheurs imaginent un essaim de robots capable de nettoyer ce type de catastrophe.

Des améliorations avant le monde réel

Comme l’expliquent les chercheurs dans l’étude, le potentiel de DraBot a été démontré, mais d’autres améliorations seront nécessaires pour des applications concrètes. Par exemple, aujourd’hui « DraBot est contrôlé manuellement et toutes les données concernant les changements de mouvement et d’apparence doivent être enregistrées par l’utilisateur [qui le contrôle], explique Shyni Varghese. Les itérations futures pourraient intégrer des caméras sans fil pour enregistrer ces changements ». Et également un réservoir embarqué pour l’autonomie.