Prototype de main souple imprimée en 3D : œufs et bouteille de 1 kg

Un œuf repose dans la prise d’une main robotique, dont les doigts se courbent autour de sa coquille fragile au lieu de l’écraser. La même main souple imprimée en 3D a également soulevé une bouteille d’eau de 1 kg et tenu des bouteilles en verre, une boîte à œufs et une souris d’ordinateur, lors d’essais menés par des chercheurs en Corée du Sud.

Le matériau de la main constituait la principale difficulté. Le Digital Light Processing, ou DLP — une méthode d’impression 3D qui durcit une résine liquide avec de la lumière — permet de produire rapidement des formes complexes. Mais rendre une résine plus élastique et plus résistante la rend généralement trop visqueuse pour s’écouler correctement pendant le processus d’impression. La fluidifier améliore son écoulement, mais réduit son extensibilité et sa résistance.

L’équipe du professeur Seungchul Lee, de l’Institut coréen avancé des sciences et technologies, a travaillé avec le groupe du Dr Jongbeom Na, de l’Institut coréen des sciences et technologies, ainsi qu’avec le professeur Bumsoo Park, de l’Université nationale des sciences et technologies de Séoul. Les chercheurs ont mesuré la manière dont différentes formulations s’étiraient, durcissaient, s’écoulaient et réagissaient à la lumière, puis ont utilisé l’apprentissage automatique pour identifier une combinaison équilibrant ces propriétés.

L’élastomère obtenu s’est imprimé de manière fiable sur une imprimante DLP et s’est étiré jusqu’à plus de six fois sa longueur initiale lorsqu’il était tiré. Les chercheurs l’ont utilisé pour fabriquer des actionneurs souples — des dispositifs qui utilisent la pression de l’air pour créer un mouvement semblable à celui d’un muscle. Gonflés, les actionneurs se déployaient comme des ballons et se courbaient selon un mouvement rappelant celui d’un doigt humain. L’étude a été publiée dans Nature Communications.

Qu’est-ce qui change concrètement ? L’étude rend compte d’une démonstration avec une main robotique souple. Mais cette approche pourrait raccourcir la recherche de matériaux destinés aux robots souples qui touchent des personnes, aux dispositifs portables et aux dispositifs médicaux adaptés à chaque patient : plutôt que de tester directement toutes les formulations possibles, les chercheurs peuvent utiliser les données expérimentales pour orienter la sélection des candidates suivantes.