Brevet FR3056391A1 — publié le 20180330

. 1 La présente invention concerne une structure propulsive de micro robot au sein de matière à haute viscosité. Par micro robot, il est entendu un robot de taille extérieure inférieure au millimètre, voir au dixième de millimètre. Le premier usage de ces 5 robots étant médical et notamment destiné à se mouvoir à l'intérieur du corps, et plus particulièrement dans le cerveau. La mise au point de ce robot permettra par exemple d'atteindre des zones du cerveau profonde en limitant les dégâts sur les structures cellulaires que provoque la pénétration du micro robot au coeur du cerveau. En effet, il est reconnu que 10 l'intervention chirurgicale connue opérée par des chirurgiens au moyens d'outils provoque des lésions sévères sur le tissu et détruit de nombreux neurones, par centaines de milliers de neurones minimum. Il est donc compris qu'un objectif principal de l'invention est de proposer un micro robot qui soit capable de pénétrer le cerveau en limitant 15 au maximum les dégâts physiologiques que son passage dans la matière puisse générer. C'est à dire une capacité à passer à travers la matière en limitant au maximum les lésions que son passage provoque sur la matière. Il est à noter que le cerveau est à cette échelle une matière très visqueuse. La propulsion d'un robot au sein de cette matière répond donc à 20 des contraintes très spécifiques liées à la gamme de viscosité que le robot doit traverser lors de son voyage depuis son introduction dans le cerveau 3056391. 2 jusqu'au sein de la matière dans sa destination finale, puis sur le chemin du retour pour ressortir. Un objet de l'invention est de proposer une solution dont la robustesse soit irréprochable. Un objet de l'invention est de proposer une solution de propulsion qui soit compatible avec un système de pilotage directionnel dans les trois dimensions. Dans un aspect principal, l'invention propose une enveloppe extérieure souple munie de cils asymétriques. Le cycle de contraction / élongation de l'enveloppe provoqué par un moteur dédié, un peu à la façon d'un cycle de nage pour un nageur, génère une somme d'appui des cils sur la matière qui engendre une propulsion du robot vers l'avant par l'appui des cils sur la matière. Dans un aspect, le moteur est un piezo électrique. Par exemple 15 réalisé dans un matériau polymère piezo tel que piézo-électrique Ferroélectrique et /ou Piézoélectrique copolymère. Dans un autre aspect le moteur est une pompe. L'invention sera mieux comprise à la lecture des dessins annexés sur lesquels 3056391 3 - La figure 1 représente une vue en coupe de l'enveloppe du micro robot - La figure 2 représente une vue en coupe de l'enveloppe selon un cycle contraction / élongation 5 - Les figures 3a, 3b, 3c, 3d représentent des détails en vue de côté, en vue de détail de côté et de dessus du profil des cils - La figure 4 représente une solution de motorisation alternative par pompe 10 La figure 1 représente une vue en coupe du micro robot qui comprend une enveloppe (2), de forme générale oblongue bombée. L'enveloppe comporte une zone avant (ZA) qui est recouverte par des cils de propulsion (1), une zone centrale (ZC) qui a la capacité de se compresser avec une paroi d'enveloppe en accordéon, et une zone de derrière (ZD) qui est recouverte des cils (1) de propulsion; l'intérieur de l'enveloppe, qui peut aussi être nommé le coeur, au niveau de la zone centrale (ZC) est occupée par un moteur (15) qui comporte des points d'appuis (4) sur l'enveloppe (2) de façon à transmettre sur l'enveloppe (2) les mouvements de contraction / élongation du moteur dans la direction longitudinale du robot. La figure 2 représente une vue en coupe de 3056391. 4 l'enveloppe selon un cycle contraction / élongation, avec en phase I, un robot contracté; En figure 2, le moteur passe en position élongation, les cils prennent alors appui sur la matière visqueuse et propulsent le robot vers l'avant, phase II. En phase III, le robot se contracte, ce qui peut générer en 5 très léger recul du robot qui repart vers l'avant en phase IV avec une avancée bien supérieure au recul de la phase III. Les figures 3a, 3b, 3c, 3d représentent des détails en vue de côté, en vue de détail de côté et de dessus du profil des cils. Les cils répondent à des caractéristiques aérodynamiques de pénétration dans la matière de façon à donner au robot 10 les meilleures caractéristiques de propulsion. En figures 3a, 3b, comment un cil par sa concavité oppose des forces de résistance beaucoup plus importantes dans un sens que dans un autre pour pénétrer la matière selon une même direction. Selon un premier sens de propulsion la concavité tend à plier le cil vers l'enveloppe. Selon le sens opposé de propulsion, la 15 concavité qui devient une convexité tend à écarter le cil de l'enveloppe et donc offre une surface d'appui. En figure 3c, comment la section du fil peut être parsemée de zones de faiblesses (31, 32) qui contribuent à faciliter le pliage du cil selon un sens d'effort de propulsion. La figure 3d représente comment le profil de la section du cil est aérodynamique pour pénétrer la 20 matière. Le moteur dans la version préféré est un piezo électrique qui se contracte sous l'effet du passage du courant. La figure 4 représente une 3056391 5 solution de motorisation alternative par pompe. Dans cette version ce n'est pas un moteur piezo électrique qui selon des propriétés physiques bien connues génère les contractions / élongations, mais c'est une pompe en circuit fermé, par exemple à fonctionnement de type électro osmotique, qui 5 est positionnée derrière le robot dans le sillage aérodynamique du robot qui vient alimenter ou pomper du fluide dans le corps du robot de façon à le générer le cycle de contraction élongation. Dans cette option, c'est la partie trainante qui est fabriquée en matériaux piézo-électrique pour pouvoir se contracter. Il est entendu que la pompe pourrait également être 10 logé dans le coeur de l'enveloppe et non pas à la traîne de l'enveloppe principale. Une disposition optionnelle, un peu à la façon d'un tire-bouchon, positionne, en vue de face, les cils suivant un trajet en hélice qui ajoutera au mouvement de propulsion longitudinale, un mouvement de rotation du robot autour de son axe longitudinal, ce qui aura pour effet 15 d'augmenter son pouvoir de pénétration dans la matière. La présente invention concerne donc une structure de propuldon de micro robot à pénétration dans matière visqueuse comprenant une enveloppe (2) et un coeur caractérisé en ce que l'enveloppe (2) est de forme oblongue profilée et comprend une zone avant (ZA) recouverte de cils (1) 20 de propulsion , une zone centrale (ZC) de surface accordéon flexible, une 3056391- 6 zone de derrière (ZD) recouvertes de cils (1) de propulsion, la zone centrale (ZD) est maintenue par des points d'appuis (4) à l'intérieur de l'enveloppe (2) est animée dans un cycle de contraction / élongation par un moteur de propulsion (15) qui prend appui sur les points d'appuis (4). 5 La présente invention concerne donc une structure de propulsion de micro robot caractérisée en ce que les cils sont profilés pour la propulsion, en concavité d'appui, et / ou en profil de section de pénétration, et / ou en section avec faiblesse pour pliage, et / ou en section avec faiblesse pour pliage, et /ou bi matériaux avec une matière avant et une autre matière 10 arrière du cil pour faciliter le pliage directionnel asymétrique du cil La présente invention concerne donc une structure de propulsion de micro robot caractérisée en ce que le moteur (15) est un piezo électrique La présente invention concerne donc une structure de propulsion de micro robot caractérisée en ce que le coeur d'enveloppe un fluide sous 15 pression alimenté en pression par une pompe qui est positionnée dans le sillage arrière du micro robot. La présente invention concerne donc une structure de propulsion de micro robot caractérisée en ce que les cils sur l'enveloppe sur des chemins en spirale longitudinales et déclenchent un mouvement de rotation sur l'axe 20 longitudinal du robot par leur propulsion longitudinal. 3056391. 7 Il est compris que des variantes peuvent être apportées à la présente description sans sortir du cadre de la présente invention. REVENDICATIONS1. Structure de propulsion de micro robot à pénétration dans matière 5 visqueuse comprenant une enveloppe (2) et un coeur caractérisé en ce que l'enveloppe (2) est de forme oblongue profilée et comprend une zone avant (ZA) recouverte de cils (1) de propulsion, une zone centrale (ZC) de surface accordéon flexible, une zone de derrière (ZD) recouvertes de cils (1) de propulsion, la zone centrale (ZD) est maintenue par des points 10 d'appuis (4) à l'intérieur de l'enveloppe (2) est animée dans un cycle de contraction / élongation par un moteur de propulsion (15) qui prend appui sur les points d'appuis (4) pour contracter cette zone centrale (ZD). 2. Structure de propulsion de micro robot selon la revendication 1 15 caractérisé en ce que les cils sont profilés pour la propulsion, en concavité d'appui, et / ou en profil de section de pénétration, et / ou en section avec faiblesse pour pliage, et /ou bi matériaux avec une matière avant et une autre matière arrière du cil pour faciliter le pliage directionnel asymétrique du cil. 20 3056391- 9 3 - Structure de propulsion de micro robot selon la revendication 1 caractérisé en ce que le moteur (15) est un piezo électrique 4 - Structure de propulsion de micro robot selon la revendication 1 caractérisé en ce que le moteur (15) est une pompe. 5 - Structure de propulsion de micro robot selon la revendication 1 et 4 caractérisé en ce que le coeur d'enveloppe est un fluide sous pression alimenté en pression par une pompe qui est positionnée dans le sillage 10 arrière du micro robot. 6 - Structure de propulsion de micro robot selon la revendication 5 caractérisé en ce que la pompe est de type électro osmotique. 15 7 - Structure de propulsion de micro robot selon la revendication 1 caractérisé en ce que les cils sont positionnés sur l'enveloppe suivant des chemins en spirale longitudinales et déclenchent un mouvement de rotation sur l'axe longitudinal du robot par leur propulsion longitudinal. 20