21 août 2023

(Cliquez sur l'image pour l'agrandir)

Lors des opérations de recherche et de sauvetage, la réactivité et la flexibilité sont souvent la clé du succès. Il est souvent essentiel non seulement que les efforts de sauvetage se déroulent le plus rapidement possible pour garantir le nombre maximum de survivants en cas de crise, mais les réponses doivent être adaptées à chaque type de sinistre. Toutefois, ces recommandations peuvent être difficiles à mettre en oeuvre en pratique. Heureusement, il y a peut-être une solution. Markus Nemitz, chercheur au Worcester Polytechnic Institute (WPI), a reçu un prix CAREER de 599 815 $ de la National Science Foundation pour développer de petits robots flexibles imprimés en 3D capables de traverser des terrains difficiles en nageant, en rampant, en grimpant et en plongeant dans des espaces hostiles et confinés dans le cadre d’opérations de recherche et de sauvetage.

Le projet de Nemitz a été inspiré en grande partie par la crise de la grotte de Tham Luang de 2018. Lors de l’incident, 12 membres d’un camp de football pour jeunes ainsi que leur entraîneur ont été piégés au plus profond de la grotte de Tham Luang, un système de grottes karstiques en Thaïlande. La grotte a été inondée en raison de la mousson, le 23 juin. Le sort de l’équipe a capté l’attention du monde entier à l’époque alors que les efforts pour localiser le groupe étaient entravés par de forts courants et la montée des eaux. Et même après que les 13 personnes ont été retrouvées vivantes le 2 juillet, plus d’une semaine après être entrées dans la grotte, le sauvetage a été difficile en raison des passages étroits et des eaux boueuses. Finalement, tous ont été secourus entre le 8 et le 10 juillet par une équipe internationale comptant pas moins de 10 000 personnes, dont 100 plongeurs.

(Cliquez sur l'image pour l'agrandir)

Afin de sauver les 13 membres de l’équipe, l’innovation était essentielle car de nombreuses options d’opérations de sauvetage ont été envisagées. C’est ce qui a inspiré Nemitz. Il travaille au développement de ces robots imprimés en 3D avec des circuits fluidiques intégrés pour voir comment ils peuvent être rapidement fabriqués et déployés lors de catastrophes comme celle de la grotte de Tham Luang. En effet, dans le cadre de ce projet d’une durée de cinq ans, il prévoit de tester des modèles miniaturisés des robots dans des reproductions de parties de la grotte thaïlandaise.

Nemitz explique l’objectif de ces robots : «Les catastrophes exigent souvent des réponses uniques et spécialisées, comme cela a été nécessaire pour la crise de la grotte de Tham Luang. Il existe un immense potentiel dans le développement de petits robots qui puissent être rapidement fabriqués à partir de matériaux souples et flexibles. Ces robots peuvent contribuer de manière significative aux efforts de sauvetage en explorant les zones qui présentent des dangers potentiels pour les humains ou qui sont autrement inaccessibles, y compris les débris de tremblement de terre, les régions inondées et même les sites d’accidents nucléaires».

Fabriquer des robots imprimés en 3D à des fins de recherche et de sauvetage

Pour ce projet, Nemitz s’appuie sur sa propre expérience de la robotique molle, un domaine dans lequel nous constatons de plus en plus l’influence de l’impression 3D. Plus précisément, il espère faire progresser les domaines de la robotique molle et des robots imprimés en 3D en développant de nouveaux principes de conception et de fabrication de robots, en se concentrant notamment sur l’intégration de circuits électroniques avec des circuits fluidiques imprimés en 3D. Ceux-ci ont été choisis en raison de leur résistance aux dommages mécaniques et aux interférences électromagnétiques par rapport à l’électronique traditionnelle grâce à leur utilisation d’impulsions d’air.

De plus, il semble que les robots ainsi construits soient relativement simples à fabriquer. Nemitz prévoit d’utiliser des imprimantes 3D commerciales et des filaments élastomères afin d’assurer la faisabilité et l’efficacité de ces robots imprimés en 3D. Une fois le projet terminé, la performance des robots dans le système de grottes modèles en laboratoire sera évaluée en voyant comment ils atteignent les cibles désignées. Nemitz espère également que les robots seront utilisés dans encore davantage de domaines, notamment l’exploration spatiale, la surveillance du climat et les opérations d’inspection dans des environnements hostiles.

Nemitz conclut : « Les robots peuvent aller dans des endroits hors de portée humaine. Équipés de capteurs tels que des microphones et des caméras, ces robots renforceront les capacités des sauveteurs, notamment lors de catastrophes naturelles. Pour assurer une réponse dynamique et rapide aux urgences, nous devons continuellement innover et développer de nouvelles technologies. La robotique est à la pointe de ce développement.

Plus sur 3D natives : www.3dnatives.com