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Pour développer un nouveau muscle artificiel destiné aux robots, des chercheurs du MIT se sont inspirés d’une source inattendue: les concombres. Ce ne sont pas les fruits qui intéressent les ingénieurs, mais les vrilles qui s’enroulent autour d’objets pour soutenir la plante en croissance en tire-bouchon et ayant une force surprenante.

Des muscles artificiels inspirés des vrilles des concombres

En raison de la nécessité de rendre les robots, les prothèses et autres machines plus légers, plus réactifs et plus efficaces, les ingénieurs du MIT ont essayé de s’éloigner des moteurs traditionnellement, des engrenages et des poulies au profit de quelque chose qui ressemble à des organismes vivants.
À cette fin, les systèmes hydrauliques miniatures, les alliages à mémoire de forme, les servo-mécanismes, les systèmes pneumatiques et les polymères ont connu une grande popularité au cours des dernières années. Malheureusement, ceux-ci ont eu tendance à être assez lents, plutôt lourds, et pas aussi forts ni aussi réactifs qu’on pourrait le souhaiter.
Une équipe de professeurs du MIT et des étudiants diplômés a donc choisi une nouvelle technique utilisant des bobines de fibres fabriquées à partir d’un copolymère élastomère cyclique très extensible et d’un polyéthylène thermoplastique beaucoup plus rigide, qui sont fondu en un seul brin. Ces polymères sont sensibles à la chaleur, mais se dilatent et se contractent à des vitesses différentes en réaction à la chaleur.

Il peut soulever 650 fois son propre poids

Le principe est le même que l’on retrouve dans les bandes bimétalliques des thermostats à l’ancienne, les grille-pain ou les pendules à correction automatique des horloges grands-pères. En bref, lorsque le fil est chauffé, un côté se dilate plus rapidement que l’autre et il se replie.
Pour transformer ce brin de polymère en un muscle très puissant, il a été étiré plusieurs fois. Cela l’a transformé en une bobine très serrée, un peu comme les  vrilles des concombres. De plus, les chercheurs ont découvert que le simple fait de tenir ce fil dans la chaleur d’une main avait produit un enroulement plus serré avec une force de traction encore plus forte.
Une fois que ce fil est refroidi, il revient à son état normal. Selon l’équipe il peut faire cela 10 000 fois sans perdre ses propriétés car il ne lui faut qu’un changement modéré de température de 1 degré Celsius pour fonctionner.
L’équipe affirme que ces fibres peuvent avoir différentes tailles; allant de quelques micromètres de largeur à plusieurs mètres de longueur selon les besoins. Un brin est si solide qu’il peut soulever 650 fois son propre poids, la force étant contrôlée par l’étirement initial du brin et la quantité de chaleur appliquée.

Des muscles robotiques à de minuscules dispositifs biomédicaux

Ces fibres peuvent être utilisées comme des muscles destinés aux robots, dans des prothèses et dans de minuscules dispositifs biomédicaux. Ces fibres peuvent également être regroupées pour leur donner une plus grande résistance, de la même manière que les fibres musculaires humaines.
Cette recherche a été publiée dans Science.
Source : MIT
Crédit photo : Pixabay

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Pour développer un nouveau muscle artificiel destiné aux robots, des chercheurs du MIT se sont inspirés d’une source inattendue: les concombres. Ce ne sont pas les fruits qui intéressent les ingénieurs, mais les vrilles qui s'enroulent autour d'objets pour soutenir la plante en croissance en tire-bouchon et ayant une...