Des chercheurs de l’Université de Harvard et du MIT ont mis au point des muscles artificiels inspirés des origamis. Leur étude* publiée le 27 novembre dans Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) montre que ces muscles sont capables de soulever mille fois leur poids et d’effectuer de nombreux mouvements.
Vers des robots souples mais robustes
La recherche sur la robotique souple a progressé à grands pas ces dernières années. Des travaux sont menés pour développer des fibres textiles intelligentes. Et des fils de pêche torsadés ont déjà réussi à soulever une masse 100 fois plus élevée qu’un muscle humain ! Cependant, l’équilibre entre souplesse et robustesse reste fragile. Plus les matériaux sont flexibles, moins ils sont résistants.
Des muscles inspirés des origamis
Des chercheurs du Wyss Institute de l’université d’Harvard et du Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory (CSAIL) du MIT viennent de franchir un grand pas. Ils ont créé des muscles artificiels inspirés des systèmes de pliage de l’origami, capables de soulever jusqu’à 1000 fois leur poids. Et ce seulement grâce à la pression de l’air ou de l’eau. Leur étude a été publiée le 27 novembre dans Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
Concrètement, les muscles, appelés aussi « actionneurs », sont composés d’une sorte de squelette interne qui peut être fabriqué à partir de différents matériaux, comme une bobine métallique ou une feuille de plastique pliée en accordéon. Le tout est enfermé dans un sac plastique ou textile à l’intérieur du duquel se trouve de l’air ou de l’eau. En pompant l’air ou l’eau à l’intérieur du sac, la « peau » s’effondre sur le squelette et initie le mouvement musculaire. « Et ces mouvements sont programmables, précisent les auteurs de l’étude. La façon dont le squelette est plié détermine comment il bouge », soulignent-ils. Des mouvements de contraction, de flexion, ou encore de torsion sont possibles, et contrôlables à des vitesses différentes.
Des robots dotés de « supers pouvoirs »
Les expérimentations ont également révélé que ces muscles artificiels pouvaient générer six fois plus de force par unité de surface qu’une structure musculaire d’un mammifère tout en restant très léger. « C’est comme si un canard colvert soulevait une voiture, indiquent les chercheurs. Ils se sont d’ailleurs déclarés surpris par les performances de ces muscles artificiels : « C’est comme si ces robots détenaient des supers-pouvoirs ». En outre, leur temps de fabrication ne dépasse pas les dix minutes et les matériaux utilisés ne coûtent pas plus de 1 dollar. Par ailleurs, la taille de ces » actionneurs » peut varier de 1millimètre à un mètre.
Des applications multiples
En conclusion, les applications de ces muscles artificiels sont très variables. Dans le domaine de la santé, ils peuvent aussi bien servir à activer un biceps, qu’un muscle cardiaque ou qu’un sphincter. Les chercheurs d’Harvard et du MIT envisagent bien d’autres usages. Ces muscles, fabriquables en polymère soluble, pourraient donner naissance à des robots ingérables qui iraient délivrer des médicaments. Et au-delà de la santé, des développements sont possibles dans l’architecture ou encore dans l’exploration spatiale.