A pattes ou à roues, ce robot franchit presque tout
Ce robot pourrait être la tête d’affiche d’un film Transformer : ses roues deviennent des pattes quand il doit franchir un obstacle ! Omniwheg – c’est son nom – fait l’objet d’une prépublication de la part de chercheurs de l’Institut polytechnique de Worcester. En vérité, le principe mécanique du « wheg », contraction de « wheel » et de « leg », est exploré depuis plusieurs années dans le secteur de la robotique. Mais les robots du genre se montrent généralement maladroits, rencontrant des soucis de coordination. Omniwheg, quant à lui, dispose de roues omnidirectionnelles qui s’alignent automatiquement en présence d’une marche à franchir, par exemple. Les chercheurs font état d’une excellente stabilité.
Ruixiang Cao et al., Omniwheg : an omnidirectional wheel-leg transformable robot, arXiv, 2022 ; doi.org/10.48550/arXiv.2203.02118
Manipuler des objets grâce à des ondes ultrasonores
Faire bouger des objets sans les toucher, grâce à des ondes ultrasonores : c’est la prouesse réalisée par une équipe de l’Université du Minnesota. S’il était déjà possible de manipuler des objets grâce aux ondes acoustiques ou lumineuses, il fallait cependant que ces objets soient plus petits que les longueurs d’onde considérées. Dans cette étude, les chercheurs ont réussi à dépasser cette limite pour les ondes acoustiques, en utilisant des métasurfaces dont ils ont recouvert l’objet à déplacer. Les métasurfaces, grâce à leur architecture, sont en effet capables de contrôler les ondes qu’elles reçoivent. Ils sont ainsi parvenus à diriger l’objet dans une certaine direction sans avoir besoin de le toucher.
M. Stein et al., Shaping contactless radiation forces through anomalous acoustic scattering, Nature Communications, 2022 ; doi.org/10.1038/s41467-022-34207-7
CES CIRCUITS PHOTONIQUES SUR SILICIUM OPÈRENT DANS LE VISIBLE
La photonique sur silicium vient peut-être d’accomplir un pas de géant. Jusqu’à présent, les circuits photoniques étaient limités à des longueurs d’ondes supérieures au micromètre, vers l’infrarouge lointain et au-delà, à cause de la bande interdite du silicium absorbant les photons de plus courtes longueurs d’onde. Pour contourner ce problème, des chercheurs de l’université de Californie, de Caltech et de Nexus Photonics ont réussi à intégrer finement des matériaux de la bande III-V à des guides d’onde en nitrure de silicium tout en nivelant leurs indices de réfraction respectifs. On peut donc envisager l’intégration de multiples composants photoniques – lasers, amplificateurs, guides d’onde… - fonctionnant dans le visible voire l’ultraviolet, et facilement industrialisables grâce la technologie silicium.
Minh A. Tran et al., Extending the spectrum of fully integrated photonics to submicrometre wavelengths, Nature, 2022 ; doi.org/10.1038/s41586-022-05119-9
Imprimer en 3D des objets métalliques micrométriques
Des chercheurs de l’Institut de technologie de Californie ont mis au point une technique de fabrication additive métallique permettant de produire des métaux et des alliages avec une résolution micrométrique, grâce à la photopolymérisation. Ils ont pour cela infusé des hydrogels architecturés en trois dimensions avec des sels métalliques dissous dans de l’eau salée, puis ont fait calciner et réduire la partie en hydrogel dans un four chauffant à 700 degrés Celsius. Les hydrogels ont ainsi été convertis en répliques métalliques miniatures. Grâce à cette technique, l’équipe a obtenu des pièces d’environ 40 micromètres, taille difficile à obtenir avec les techniques conventionnelles de fabrication additive.
M.A. Saccone et al., Additive manufacturing of micro-architected metals via hydrogel infusion, Nature, 2022 ; doi.org/10.1038/s41586-022-05433-2
Refroidir les panneaux photovoltaïques en jouant sur la géométrie des fermes solaires
Une chaleur trop élevée sur des panneaux photovoltaïques de grande taille nuit à leur durée de vie et à leur capacité à collecter l’énergie. En plein soleil, les modules peuvent fonctionner à une température supérieure de 25 degrés celsius à la température ambiante. Pour une centrale photovoltaïque située dans une région chaude, par exemple, la perte d’énergie peut ainsi atteindre 12% pour une température de fonctionnement de 70°C. Pour résoudre ce problème, des chercheurs américains ont étudié l’importance de la géométrie des fermes solaires, comme l’espacement entre les rangs, l’inclinaison des panneaux ou encore la vitesse du vent. Ils ont ainsi découvert que jouer sur certains de ces paramètres, en refroidissant naturellement les panneaux solaires, pouvait augmenter la puissance récoltée jusqu’à 3%.
S.E. Smith et al., Viewing convection as a solar farm phenomenon broadens modern power predictions for solar photovoltaics, Journal of Renewable and Sustainable Energy, 2022 ; doi.org/10.1063/5.0105649
