Le muscle synthétique imprimable en 3D est trois fois plus fort que vous

L’image classique d’un robot est celle d’un robot revêtu d’une coque métallique rigide, mais cela pourrait ne pas être pratique dans des situations où l’homme et la machine devront travailler ensemble. Le nouveau domaine de la robotique douce contribue à rendre cette collaboration plus sûre, mais recréer du muscle n’est pas une tâche facile. Aujourd’hui, les ingénieurs mécaniciens de l’Université Columbia ont mis au point un muscle synthétique souple qui, dit-on, est beaucoup plus facile à fabriquer et à utiliser que les autres, et qui est trois fois plus fort que la vraie chose.

La plupart des robots doux sont alimentés par des systèmes pneumatiques ou hydrauliques, dont les mouvements sont contrôlés par le remplissage et la vidange à l’aide de liquides ou de gaz. Le problème est que cela nécessite généralement des composants externes encombrants comme des compresseurs, ce qui empêche les systèmes d’être réduits à des dimensions pratiques.

Le système développé par l’équipe de Columbia est basé sur un muscle naturel. Il est fabriqué en silicone de caoutchouc rempli de micro-bulles d’éthanol, ce qui donne au matériau une faible densité et une élasticité élevée. Il peut être imprimé en 3D sous n’importe quelle forme, puis actionné électriquement grâce à un fil résistant très fin encastré à l’intérieur. Dans l’ensemble, il peut être fabriqué facilement, à peu de frais et en toute sécurité.

Le nouveau muscle synthétique est actionné électriquement par un fil incorporé de huit volts….

« Nous avons fait de grands progrès pour l’esprit des robots, mais les corps des robots sont encore primitifs », explique Hod Lipson, chercheur principal du projet. « Il s’agit d’une grande pièce du puzzle et, comme la biologie, le nouvel actionneur peut être façonné et remodelé de mille façons. Nous avons surmonté l’un des derniers obstacles à la fabrication de robots réalistes. »

Lors des essais, le muscle artificiel a pu se dilater jusqu’ à 900 % lorsqu’il a été chauffé à 80º C (176º F) en passant 8 volts à travers le fil. Cela lui confère une densité de déformation (expansion par gramme) 15 fois supérieure à celle du muscle naturel, ce qui lui permet de soulever 1 000 fois son propre poids.

« Notre matériau fonctionnel souple peut servir de muscle mou robuste, ce qui pourrait révolutionner la façon dont les solutions robotiques douces sont conçues aujourd’hui », explique Aslan Miriyev, auteur principal de l’étude. « Il peut pousser, tirer, plier, tordre et soulever du poids. C’est l’équivalent artificiel le plus proche d’un muscle naturel. »

Les prochaines étapes pour l’équipe comprennent le remplacement des fils à l’intérieur du muscle par des matériaux conducteurs incorporés et l’amélioration du temps de réponse et de la durée de conservation du muscle. Plus loin, les chercheurs envisagent d’expérimenter le contrôle du système à l’aide de l’intelligence artificielle.

La recherche a été publiée dans la revue Nature Communications, et les tests musculaires synthétiques peuvent être vus dans la vidéo ci-dessous.

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