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Des chercheurs créent des muscles artificiels en nylon pour les robots

Des chercheurs créent des muscles artificiels en nylon pour les robots


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Les ingénieurs du MIT ont créé un moyen peu coûteux de faire plier les fibres musculaires. Ces muscles artificiels sont devenus des incontournables de la robotique au cours de la dernière décennie, alors que la robotique évolue vers des constructions plus humaines.

L'équipe a trouvé une solution simple et relativement bon marché en fibre de nylon. Le matériau synthétique peut être façonné et chauffé dans le nouveau processus du MIT, détaillé dans Matériaux avancés.

[Image fournie par Felice Frankel et Seyed Mohammad Mirvalkili / MIT]

L'activité musculaire linéaire pourrait être facilement reproduite comme le filament de nylon torsadé faisait le travail. Cependant, les mouvements de flexion comme ceux observés dans les doigts humains se sont révélés un plus grand défi.

Les structures existantes utilisées pour se plier dans les appareils biomédicaux utilisaient «des matériaux exotiques pour faire le travail», a noté le doctorant Seyed Mirvakili. Les fils de nanotubes de carbone, par exemple, offrent une longue durée de vie. Cependant, ils sont incroyablement chers pour une utilisation commercialisable.

Le nouveau procédé du MIT utilise la fibre de nylon d'une nouvelle manière, en tenant compte des propriétés particulières liées au matériau. Mirvakili a noté que les fibres rétrécissent en longueur mais se dilatent en diamètre. L'équipe a exploité ce rétrécissement pour le mouvement sans avoir besoin de plus de pièces.

Le système tire également parti des propriétés que d'autres chercheurs pourraient juger limitatives. Mirvakili a déclaré que les taux de refroidissement lents pourraient être considérés comme un facteur négatif, un facteur qu'il a fait travailler à l'avantage du projet. Il a déclaré que le chauffage sélectif d'un côté le faisait se contracter plus rapidement que la chaleur ne pouvait pénétrer de l'autre côté. Cela plie la fibre.

«Vous avez besoin d'une combinaison de ces propriétés», a-t-il dit, «une forte contrainte [la traction du mouvement de rétrécissement] et une faible conductivité thermique».

L'équipe a utilisé une ligne de pêche en nylon et l'a comprimée pour passer d'un rond à un rectangle ou un carré. Ils ont chauffé un côté pour plier la fibre dans cette direction. La direction du chauffage pourrait également être ajustée, permettant à l'équipe de faire des huit et des cercles.

L'équipe espère que cette technologie pourrait contribuer aux dispositifs médicaux tels que les cathéters auto-ajustables. Cela pourrait même permettre de suivre les systèmes sur les appareils énergétiques.

Geoffrey Spinks, professeur à l'Université australienne de Wollongong et homme sans lien avec l'étude, l'a qualifiée de «roman» et aussi d '«élégante».

"C'est une idée simple qui fonctionne vraiment bien", a-t-il déclaré. "Les matériaux sont peu coûteux. La méthode de fabrication est simple et polyvalente. La méthode d'actionnement est par simple entrée électrique. Les performances d'actionnement en flexion sont impressionnantes en termes d'angle de flexion, de force générée et de vitesse. »

Un autre professeur, également étranger au projet, a déclaré que le projet change la donne.

«On peut imaginer de nombreuses applications pour ce type d'actionneur dans les domaines médical et de l'instrumentation», a déclaré Andrew Taberner, professeur associé en bio-ingénierie à l'Université d'Auckland.

VOIR AUSSI: Le bandage ressemblant à la peau pourrait être le prochain pansement biomédical

Via MIT News


Voir la vidéo: Artificial muscles for a new generation of lifelike robots. Christoph Keplinger. TEDxMileHigh