Un muscle artificiel imprimable en 3D capable de soulever 1000 fois son poids

muscle artificiel capable soulever 1000 fois son poids
| Corrado De Pascali et al, Science Robotics (2022)/ New Scientist
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Petit, mais costaud… Un muscle artificiel conçu par des chercheurs italiens serait capable, selon leurs derniers travaux de recherche, de soulever jusqu’à 1000 fois son poids. Le secret de cette force réside dans la résine choisie pour sa fabrication ainsi que dans la conception de la structure du « muscle ».

Les recherches de cette équipe de l’Institut italien de technologie reposent sur un type particulier d’actionneur. Ce que l’on appelle « actionneur » est un dispositif qui convertit un signal et de l’énergie en mouvement. Dans le cas présent, il s’agit d’un mécanisme pneumatique capable de se contracter et de se relâcher, à la façon d’un muscle.

En effet, la nature nous a pourvus d’une machinerie que les ingénieurs ont encore du mal à égaler à bien des égards. « Bien que les actionneurs artificiels aient atteint les performances de contraction des muscles, la versatilité et la grâce des mouvements réalisés par les agencements complexes des muscles restent largement inégalées », soulignent les scientifiques dans leur document de recherche, publié dans la revue Science Robotics.

Ils ont donc créé un dispositif qui imite en partie certaines caractéristiques des muscles. Ils ont nommé leur création « GeometRy based Actuators that Contract and Elongate » ou GRACE (en français, « Actionneurs basés sur la géométrie qui se contractent et s’allongent »). Ils ont utilisé une résine spécifique qui confère à l’actionneur une grande flexibilité et une bonne résistance. Celle-ci a été structurée pour former le muscle via l’impression 3D. Autre particularité : GRACE a été conçu d’un seul tenant. Il n’y a donc pas de pièce à assembler. Les chercheurs ont en revanche composé cette forme arrondie de façon extrêmement précise, en suivant un modèle mathématique bien précis qu’ils ont établi au préalable. Des plis intégrés dans la membrane permettent un allongement et une contraction optimale, apportant plus de force et de flexibilité au muscle artificiel.

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8kg de charge pour un muscle de 8 grammes

Grâce à cette méthode, les scientifiques disent être parvenus à créer un actionneur de 8 grammes capable de soulever jusqu’à 8kg de charge. Soit 1000 fois son poids, ce qui représente une performance notable.

L’équipe a ensuite poursuivi ses expériences en combinant plusieurs de ces actionneurs. Afin de créer ce qui s’apparente à une main robotique, ils ont assemblé pas moins de 18 actionneurs de différentes tailles. Comme on peut le voir dans la vidéo ci-dessous, la main s’est montrée capable de bouger de façon assez fluide. En utilisant les bons actionneurs en fonction des besoins, les scientifiques ont pu lui faire effectuer différents types de mouvements. La main peut donc plier les doigts, simultanément ou individuellement, tourner le poignet, tordre la paume sous différents angles…

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Les chercheurs travaillent toutefois encore sur l’amélioration des propriétés de leur muscle artificiel. Ils comptent notamment sur les nouvelles résines qui pourraient être développées à l’avenir, notamment pour bénéficier de meilleures propriétés de traction afin d’augmenter encore les capacités de ce type de dispositif imprimable en 3D.

Source : Science Robotics

Vidéo montrant les muscles en action (proposée par le New Scientist) : 

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