La biologie du pied d'un gecko qui donne le lézard sa capacité d'escalade remarquable a été utilisé par les ingénieurs de l'Université de Stanford pour créer un robot qui peut grimper sur des surfaces lisses, y compris un mur de verre lisse. Avec les pieds modelés sur la conception complexe de gecko orteils, l'Stickybot pourrait conduire à l'élaboration de robots qui peuvent escalader des surfaces verticales pour accéder à des endroits dangereux ou difficiles à atteindre.

Mark Cutkosky, le designer en chef de la Stickybot, un professeur de génie mécanique et co-directeur du Centre pour la conception de la recherche, a collaboré avec des scientifiques à travers le Etats-Unis pour les cinq dernières années pour construire des robots d'escalade. Après avoir conçu un robot qui pourrait grimper sur des surfaces rugueuses telles que mur de briques et de béton, il se tourna vers le gecko pour des idées sur la façon d'aborder les surfaces lisses comme le verre et le métal.

"Sauf si vous utilisez des ventouses, qui sont un peu lent et inefficace, l'autre solution là-bas est d'utiliser adhérence à sec, qui est la technique du gecko utilise", a déclaré Cutkosky.

Pieds Gecko

Chaque millimètre carré de la patte d'un gecko contient environ 14.000 structures de cheveux appelés soies. Chaque soie a un diamètre de cinq micromètres et est incliné à son tour avec entre 100 et 1000 spatules. Ces spatules sont seulement 0,2 micromètres de long (ou juste en dessous de la longueur d'onde de la lumière visible) et d'interagir avec les molécules de la surface d'escalade avec une attraction moléculaire appelé van der Waals.

Parce que les interactions de van der Waals de force ne comportent pas de fluides le gecko est capable d'adhérer à la plupart des surfaces sans l'utilisation de liquides ou de tension de surface. Il permet également un gecko à accrocher et à appuyer de tout son poids sur un orteil en le plaçant sur la vitre, puis en tirant en arrière. Il ne colle vous vous tirez dans une direction - leurs orteils sont une sorte de colle à sens unique, Cutkosky dit.

"Il est très différente de scotch ou du ruban adhésif, où, si vous appuyez sur, vous devez alors le retirer. Vous pouvez badigeonner légèrement d'un adhésif directionnelle contre la surface puis tirez dans une certaine direction, et il se colle. Mais si vous tirez dans une direction différente, il vient tout de suite, sans aucun effort ", at-il dit.

Il est cette propriété qui fait un aller-simple adhésif si important pour l'escalade car il nécessite peu d'effort pour attacher et détacher le pied d'un robot.

"D'autres adhésifs sont un peu comme se promener avec la gomme à mâcher sur vos pieds: vous devez appuyer dans la surface et puis vous avez à travailler pour le retirer Mais avec l'adhérence directionnelle, il est presque comme vous pouvez trier du crochet et décrocher. vous de la surface ", a déclaré Cutkosky.

Dirigée dans la bonne direction

Une fois qu'ils ont réalisé que les questions de direction, Cutkosky et son équipe ont été en mesure de venir avec un matériau semblable à du caoutchouc avec des poils de polymères fabriqués à partir de Ting un moule à micro-échelle. Ils ont ensuite attaché une couche de l'adhésif couper à la forme de quatre pieds de Stickybot, qui sont de la taille de la main d'un enfant, lui permettant de peler et coller ses pieds à la surface d'un mur avec facilité.

Les dernières versions de l'adhésif, développé en 2009, disposent d'un système à deux couches qui imite le rabat du gecko comme crêtes, appelées lamelles, et les soies. À environ 20 micromètres de large, les «poils» sont encore plus petits que ceux de la première version et soutiennent des charges plus élevées, permettant Stickybot de grimper des surfaces telles que panneaux de bois, de métal et de verre peinte. Le matériau est également forte et réutilisables et laisse aucun résidu ou des dommages.

En plus de travailler sur le successeur Stickybot avec chevilles tournantes qui lui permettra de tourner dans le milieu d'une montée - une tâche rendue difficile parce que les bâtons de colle dans une seule direction - l'équipe de l'Université de Stanford travaille actuellement sur l'intensification de la matière adhésive pour les humains. Une technologie appelée Z-Man (Spiderman était déjà pris), ce qui permettrait à l'homme de grimper avec un adhésif gecko est dans les travaux.