Une équipe de chercheurs de la School of Engineering and Applied Sciences de l'Université Columbia a développé un nouveau type de muscle mou synthétique qui peut être produit à l'aide de la technologie d'impression 3D. Le matériau s'est avéré très résistant et est capable de supporter un poids 1000 fois supérieur au sien, et la limite de son énergie de déformation élastique (étirement) est 15 fois plus élevée par rapport aux tissus de vrais muscles.
Le matériau ne nécessite pas de source externe pour contrôler la pression, comme on le trouve souvent dans d'autres solutions existantes qui reposent sur l'énergie de gonflage (gonflage) pneumatique ou hydraulique. Ces composants ont tendance à prendre beaucoup de place, ce qui les rend difficiles à utiliser lors de la construction de machines où la compacité et l'indépendance sont importantes.
La base des muscles synthétiques est le caoutchouc de silicone, qui a une structure poreuse remplie d'éthanol. Le matériau est entraîné par un courant électrique de faible puissance transmis à travers des fils très fins à haute résistance.
Muscle synthétique avant et après l'actionnement
«Nous avons fait des progrès dans la création d'un cerveau numérique pour les robots, mais leurs corps sont encore à un niveau primitif», a commenté Hod Lipson, professeur de génie mécanique, à la tête du projet.
«C'est une grande pièce du puzzle, et tout comme la biologie, les muscles synthétiques conçus peuvent prendre et se modeler de mille façons différentes. Nous commençons à surmonter l'un des derniers obstacles qui ont empêché la création de robots réalistes."
Les nouveaux muscles synthétiques peuvent être d'un grand avantage dans la conception et la fabrication de robots dits «doux». Ces dernières années, il y a eu d'énormes progrès dans la création de machines dotées de la capacité d'effectuer de nombreuses tâches délicates. Cependant, il existe encore de nombreuses actions que les robots solides ne peuvent pas effectuer.
Capturer et manipuler des objets nécessite un niveau de dextérité et de flexibilité que la technologie actuelle ne peut offrir. De nouveaux matériaux, comme celui discuté dans cet article, permettront la création de robots capables de manipuler des objets mous et petits sans leur causer aucun dommage.
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Les machines utilisant de telles technologies pourront fournir une assistance fiable à une personne au travail dans des situations où des actions délicates sont nécessaires, par exemple en médecine. Il est tout à fait possible que de tels matériaux commencent à être déjà utilisés dans la nouvelle génération de prothèses, qui pourront offrir un niveau de contrôle bien supérieur à celui des prothèses actuelles.
Désormais, des scientifiques de l'Université de Columbia prévoient d'améliorer les muscles synthétiques et de remplacer les fils à haute résistance utilisés par des matériaux hautement conducteurs pour augmenter la vitesse et l'efficacité de la réponse musculaire.
Nikolay Khizhnyak
