Un article récemment publié décrit une avancée majeure dans le domaine de la robotique avec la création d’une main artificielle utilisant une technique d’impression 3D novatrice appelée « jet contrôlé par vision » (VCJ). Cette main robotique est conçue pour imiter davantage la structure et la souplesse de la main humaine, avec l’utilisation d’os, de ligaments et de tendons imprimés en 3D.
L’essor de la technique VCJ
La robotisation, également connue sous le terme d’automatisation, représente l’intégration de robots et de technologies autonomes dans les processus industriels et divers aspects de la vie quotidienne. Cela englobe un large éventail d’applications, de la fabrication automatisée dans les usines à l’utilisation de robots dans les services, la santé, l’agriculture et d’autres secteurs.
Une branche de ce vaste domaine a pour vocation de créer des membres robotiques, tels que des mains, imitant au mieux la complexité et la fonctionnalité des membres humains. Dans le cadre d’un projet récent, des chercheurs de l’ETH Zurich ont développé l’un de ces membres en utilisant une technique de jet contrôlé par vision (VCJ). Il s’agit d’une approche novatrice qui apporte des améliorations significatives en termes de flexibilité, de durabilité et d’adaptabilité.
Dans le détail, la technique VCJ, abréviation de jet contrôlé par vision, est une méthode d’impression 3D qui se distingue par sa capacité à superposer jusqu’à quatre plastiques différents pour créer des membres robotiques complexes.
L’innovation clé réside dans la combinaison de pièces dures et souples à durcissement lent, contrairement aux techniques d’impression 3D conventionnelles qui utilisent des plastiques à durcissement rapide. Cela permet à chaque couche du composant imprimé de prendre plus de temps pour durcir afin d’offrir une pièce plus durable et élastique. Autrement dit, le résultat est une pièce robotique ferme, mais souple.
Des caméras et des lasers guident le processus d’impression, assurant que chaque couche soit constituée avec une épaisseur bien précise.
Un vaste champ d’applications
Grâce à cette nouvelle technologie, des chercheurs de l’ETH Zurich ont ainsi réussi pour la première fois à imprimer en une seule fois sur une main robotique des os, des ligaments et des tendons constitués de différents polymères.
« Nous n’aurions pas pu réaliser cette main avec les polyacrylates à durcissement rapide que nous utilisons jusqu’à présent dans l’impression 3D », explique Thomas Buchner, premier auteur de l’étude. « Nous utilisons désormais des polymères de thiolène à durcissement lent. Ceux-ci ont de très bonnes propriétés élastiques et reviennent à leur état d’origine beaucoup plus rapidement après flexion« .
Les robots fabriqués à partir de matériaux souples, comme la main développée ici, présentent des avantages par rapport aux robots conventionnels en métal. Ils présentent en effet moins de risques de blessures lorsqu’ils travaillent avec des humains et ils sont mieux adaptés à la manipulation de marchandises fragiles.
À terme, les robots qui en seront équipés pourraient être déployés dans divers secteurs industriels pour des tâches nécessitant de la précision et de l’adaptabilité. La technique pourrait également être appliquée pour la création de prothèses plus avancées qui offriraient une meilleure fonctionnalité et une adaptation plus naturelle au mouvement humain.
Les détails de l’étude sont publiés dans la revue Nature.
