Comment se sentent les robots dans l'espace? Il s'agit à la fois d'une question pratique et peut-être existentielle. Pourtant, aujourd'hui, nous nous concentrerons sur le côté pratique en examinant un document de révision de Hadi Jahanshahi et Zheng Zhu de l'Université de York au Canada qui discute de différents types de capteurs tactiles et de leurs avantages et inconvénients à utiliser dans l'espace.
Le document de revue, publié dans le Journal chinois d'aéronautiquepeut être divisé en deux grandes catégories: les défis de l'environnement spatial et une plongée profonde dans les modalités de capteurs individuels. De plus, les auteurs discutent de la recherche actuelle sur la science des matériaux sur la façon dont chacun de ces types de capteurs pourrait être amélioré dans un avenir proche et disposer d'un paradigme pour sélectionner le bon type de capteur pour votre application spatiale.
Pour faire la bonne sélection, il est préférable de connaître l'environnement dans lequel votre application se déroulera. L'espace a des conditions environnementales qui ne sont jamais naturellement observées sur Terre, comme la microgravité, le rayonnement extrême et les oscillations massives de température. Chacun d'eux peut avoir un impact sur les capteurs, et certains auront un impact plus important sur certains types de capteurs que d'autres.
Ces types de capteurs comprennent quatre qui justifient une plongée plus profonde: résistive, capacitive, piézoélectrique et optique. D'autres capteurs plus avancés, tels que des composites de tunneling quantique ou des capteurs de pression barométrique, sont mentionnés, mais ils sont encore au début du cycle de développement à utiliser dans l'environnement sévère de l'espace ou pas bien adapté à ces applications.
Les capteurs de pression résistifs sont parmi les plus couramment utilisés sur Terre. Ils sont simples, robustes et travaillent même dans les conditions les plus difficiles, y compris l'espace. Cependant, ils souffrent à la fois d'une sensibilité et d'une résolution limitées. Ceci est exacerbé à des températures extrêmes, car les capteurs rapportent des changements de résistance différents, conduisant à différentes sorties pour la même force à différentes températures. Ils sont les plus utiles pour des environnements extrêmement durs qui ne nécessitent pas beaucoup de précision, comme les outils d'amarrage.
Les capteurs capacitifs sont couramment utilisés dans les smartphones et sont presque devenus omniprésents au cours des vingt dernières années. Ils sont extrêmement sensibles et particulièrement utiles pour les interfaces à écran tactile si un robot doit interagir avec un humain. Cependant, ils sont également extrêmement sensibles à l'environnement et peuvent être faussement déclenchés en fonction de la proximité générale avec les objets. Aider un robot à se rapprocher de quelque chose sans le toucher est son point fort.
Les capteurs piézoélectriques sont couramment utilisés dans les applications de consommation, mais ont une large gamme d'utilisations dans des paramètres industriels. Ils sont très bons pour détecter rapidement les vibrations, ce qui est particulièrement utile dans des environnements dynamiques comme les vaisseaux proches. Cependant, ils sont chers et, au fil du temps, ils peuvent perdre leur force de signal, ce qui, bien qu'il puisse être compensé, nécessite des algorithmes de calcul coûteux pour le faire. Ils sont les plus utiles pour surveiller les vibrations dynamiques dans la coque ou le boîtier d'un robot, en particulier aux hautes fréquences.
Les capteurs optiques, tels que le capteur infrarouge de proximité qui s'allume des lumières lorsque quelqu'un entre dans une pièce, sont utiles dans diverses applications de précision. Ils permettent à un robot d'estimer à quel point un autre objet est proche, similaire à la façon dont une voiture robotique ferait sur Terre. Bien qu'ils soient coûteux et difficiles à intégrer, ils sont également efficaces pour résister aux interférences électromagnétiques (EMI).
Alors que les robots deviennent plus courants dans l'espace, d'autant plus qu'ils interagissent avec leur environnement et d'autres robots plus fréquemment, les capteurs tactiles deviendront une partie de plus en plus importante de leur répertoire. Cependant, ces capteurs précieux ont déjà de nombreuses applications sur Terre. Bien que l'environnement spatial puisse être plus dur, l'industrie de l'exploration spatiale bénéficierait indirectement de capteurs développés initialement pour des applications extrêmes sur Terre. Alors que les robots continuent de trouver leur chemin dans le système solaire, ils pourraient même trouver le temps de réfléchir à ce qu'ils ressentent vraiment d'être l'avant-garde de l'exploration humaine.
