Inspirés par le poisson-lion, les scientifiques ont créé un système de circulation de liquide à l’intérieur de structures robotisées, pour stocker l’énergie et alimenter des machines automatisées pour des tâches sophistiquées de longue durée. Le système vasculaire synthétique est capable de pomper un liquide hydraulique dense en énergie – que les chercheurs appellent « sang de robot« . Il emmagasine l’énergie, transmet la force et fournit la structure, le tout dans une conception intégrée.

« Dans la nature, nous voyons combien de temps les organismes peuvent fonctionner tout en accomplissant des tâches sophistiquées. Les robots ne peuvent pas réaliser des exploits similaires pendant très longtemps », a déclaré Rob Shepherd, professeur associé à l’Université Cornell aux États-Unis. « Notre approche bio-inspirée peut augmenter considérablement la densité énergétique du système tout en permettant aux robots de rester mobiles beaucoup plus longtemps « , a déclaré M. Shepherd.

Les chercheurs ont testé le concept en créant un robot aquatique souple inspiré d’un poisson-lion, conçu par James Pikul, qui est maintenant professeur adjoint à l’Université de Pennsylvanie aux États-Unis. Le poisson-lion utilise des nageoires ondulantes en forme d’éventail pour se faufiler dans les récifs coralliens. La peau en silicone à l’extérieur avec des électrodes flexibles et une membrane séparatrice d’ions à l’intérieur permet au robot de se plier et de fléchir. Les batteries à électrolyte d’oxyde de zinc interconnectées alimentent les pompes et l’électronique de bord par le biais de réactions électrochimiques.

Les chercheurs ont atteint une densité d’énergie égale à environ la moitié de celle d’une batterie au lithium-ion Tesla Model S. Le robot nage en utilisant l’énergie transmise aux ailettes par le pompage de la batterie de cellules d’écoulement. La conception initiale fournissait suffisamment de puissance pour nager en amont pendant plus de 36 heures. Les robots sous-marins offrent des possibilités de recherche et d’exploration alléchantes. Puisque les robots aquatiques souples sont soutenus par la flottabilité, ils n’ont pas besoin d’exosquelette ou d’endosquelette pour maintenir la structure.

En concevant des sources d’énergie qui permettent aux robots de fonctionner plus longtemps, Shepherd pense que des robots autonomes pourraient bientôt parcourir les océans de la Terre dans le cadre de missions scientifiques vitales et de tâches environnementales délicates comme l’échantillonnage des récifs coralliens. Ces engins pourraient également être envoyés dans des mondes extraterrestres pour des missions de reconnaissance sous-marine.