Limule
Michael Bartlett concevra des réseaux portables de détection du corps entier avec un prix du jeune chercheur de l’Office of Naval Research.
Le crabe en fer à cheval est souvent appelé «fossile vivant” parce que son évolution est pratiquement stagnante depuis des millions d’années. Malgré son absence d’évolution sur le long terme, le crabe a cependant un Système sensoriel avec un réseau de multiples « yeux », dont certains sont des photorécepteurs qui font la distinction entre la lumière et l’obscurité.
Grâce au financement de l’Office of Naval Research, le professeur adjoint en génie mécanique Michael Bartlett met une version électronique bio-inspirée de ce système sensoriel au travail dans une série d’électronique douce à porter par les humains.
Bartlett a reçu un prix 2021 du programme Young Investigator du programme Littoral Geosciences and Optics de l’Office of Naval Research pour ses efforts visant à traduire la physiologie des créatures sous-marines en technologie de capteur de nouvelle génération.
Crevettes Mantis Paon
Bartlett et son équipe du Soft Materials and Structures Lab sont intrigués par des créatures comme le limule, le poulpe et la crevette mante en raison de la variété de capteurs naturels utilisés par les animaux. Des 10 « yeux » répartis sur la carapace du limule aux yeux composés articulés de la crevette-mante, ces organismes ont les moyens d’adapter leur comportement en fonction d’une myriade d’informations relayées à leur cerveau sur leur environnement.
“Ces organismes voient leur monde très différemment, étant capables d’absorber plusieurs informations pour évaluer leur environnement”, a déclaré Bartlett. “Cette connaissance de la situation est vraiment remarquable et nous a amenés à réfléchir à la façon dont nous pouvons concevoir des capteurs pour améliorer la prise de conscience des humains.”
L’approche de Bartlett applique l’idée d’un système cognitif complexe à un réseau électronique intégré. Inspirée par le système par lequel le mouvement d’un limule est informé par ses nombreux yeux, l’équipe équipera un appareil portable de capteurs miniaturisés qui traiteront l’environnement en mouvement.
Les données fournies par les capteurs seront combinées pour donner une image plus robuste de l’environnement d’un sujet. Le processeur central du réseau portable utilisera ses capteurs connectés pour fournir des capacités visuelles, sonores et de proximité avancées afin de résoudre les problèmes potentiels.
Michael Bartlett. Crédit : Virginia Tech
Pour développer la technologie, Bartlett s’inspirera des concepts de sa riche expérience en électronique douce. Dans un projet récent, il a développé des composites polymères avec des inclusions de métal liquide – des dispositifs qui remplacent les fils traditionnels et les matériaux rigides par des matériaux très flexibles pris en sandwich. Ces nouveaux appareils ressemblent à de la peau, mais transportent un courant électrique. Le laboratoire a depuis adapté ces appareils électroniques en forme de peau pour une utilisation dans dispositifs de charge sans fil souples et robuste, circuits électriques auto-cicatrisants. Pour ce réseau de capteurs, l’équipe reconstruit de nombreux composants rigides connectés en tant qu’électronique souple, offrant une plage de mouvement et un confort maximum.
“Avec le développement de l’électronique douce, nous voyons le potentiel de créer des appareils portables qui ressemblent à une seconde peau et fournissent diverses données à l’utilisateur”, a déclaré Bartlett. “Cela pourrait améliorer la perception sensorielle d’une manière qui permet une meilleure compréhension de l’environnement de quelqu’un.”
Bartlett pense que la nature «seconde peau» de la technologie pourrait se traduire par des combinaisons de plongée de nouvelle génération constituées de composants de matière molle ressemblant davantage à des tissus naturels – sur des équipements rigides et lourds – avec une plus grande amplitude de mouvement et une réponse motrice plus rapide.
“En fin de compte, nous visons à faire progresser considérablement les connaissances fondamentales des architectures de détection douce, en permettant des plates-formes portables qui imitent les organismes sous-marins et fournissent des données de capteurs en temps réel à un utilisateur pour une meilleure compréhension de son environnement”, a déclaré Bartlett. « Et si vous pouviez sentir l’environnement tout autour de vous ? Ce serait comme avoir des yeux derrière la tête.
