Kirigami

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TL;DR Répartition

Une équipe de chercheurs de l'Université d'État de Caroline du Nord a fait des progrès révolutionnaires dans le domaine de la robotique douce, en concevant un nouveau système de préhension robotique inspiré de l'art japonais du kirigami. Cette forme d'art, semblable à l'origami, consiste à plier et à découper du papier bidimensionnel pour créer des structures tridimensionnelles. En utilisant ce concept, les chercheurs ont développé une pince capable… Lire la suite

Une équipe de chercheurs de l'Université d'État de Caroline du Nord a fait des progrès révolutionnaires dans le domaine de la robotique douce, en concevant un nouveau système de préhension robotique inspiré de l'art japonais du kirigami. Cette forme d'art, semblable à l'origami, consiste à plier et à découper du papier bidimensionnel pour créer des structures tridimensionnelles. En utilisant ce concept, les chercheurs ont développé une pince capable de tout manipuler, des microfibres ultrafines et des gouttelettes d'eau à tourner les pages d'un livre et à soulever des poids jusqu'à 16 000 fois leur masse.

Ces dernières années ont vu le développement de diverses pinces robotisées, notamment celles qui fonctionnent sans électricité, s'inspirent des fleurs ou sont équipées de « doigts » en bois. Cependant, les pinces inspirées du kirigami de la NC State University sont considérées comme un pas en avant dans ce domaine. "Il est difficile de créer une seule pince souple capable de manipuler des objets ultra-doux, ultra-fins et lourds, étant donné l'équilibre requis entre force, précision et douceur", a déclaré Jie Yin, l'auteur correspondant de l'étude. Cependant, leur design inspiré du kirigami réalise cet équilibre avec brio.

Une mesure clé pour évaluer la résistance des pinces robotiques est le rapport charge utile/poids. Pesant seulement 0,4 gramme, ces pinces inspirées du kirigami peuvent soulever jusqu'à 6,4 kilogrammes, soit un rapport charge utile/poids étonnant d'environ 16 000. Cet exploit dépasse largement le précédent record de 6 400, marquant une avancée significative dans le domaine : la force, la précision et la douceur de ces pinces laissent entrevoir de nombreuses applications potentielles.

Ce qui distingue ces pinces, c'est leur résistance et leur douceur supérieures, ainsi que leur conception polyvalente et leurs options de matériaux. Il est possible de fabriquer les pinces à partir de matériaux biodégradables, tels que des feuilles de plantes robustes. Cela pourrait être utile pour les applications où l'utilisation des pinces n'est que pour une durée limitée, comme lors de la manipulation d'aliments ou de matériaux biomédicaux, selon Yaoye Hong, l'auteur principal de l'étude. L'équipe a également démontré la capacité des préhenseurs à manipuler des déchets médicaux pointus en toute sécurité, soulignant ainsi leur potentiel en milieu médical.

Les chercheurs ont testé les pinces en les intégrant à une main prothétique contrôlée par les muscles, démontrant ainsi le potentiel des pinces à améliorer la fonctionnalité des prothèses. He (Helen) Huang, co-auteur de l'étude, a déclaré : « La nouvelle pince ne peut pas remplacer toutes les fonctions des mains prothétiques existantes, mais elle pourrait compléter ces autres fonctions. »

L’équipe estime que les applications potentielles de ces pinces vont bien au-delà des prothèses. "Nous pensons que la conception de la pince a des applications potentielles dans des domaines allant des prothèses robotiques et de la transformation alimentaire à la fabrication pharmaceutique et électronique", a ajouté Yin. Les chercheurs souhaitent collaborer avec des partenaires industriels pour trouver davantage d’applications concrètes à cette technologie.

Le développement de ces pinces robotiques inspirées du kirigami constitue une avancée significative dans la robotique douce. Équilibrant force, précision et délicatesse, ces pinces présentent un large éventail d'applications potentielles, des domaines médicaux aux industries manufacturières. Avec la possibilité d'utiliser des matériaux biodégradables, l'impact environnemental de cette technologie est minimisé. À mesure que les collaborations avec les industries se développeront, de plus en plus d’utilisations innovantes de ces pinces polyvalentes devraient être découvertes.

L'image représente l'inspiration pour la pince robotique, le kirigami,une variante de l'origami, l'art japonais du pliage du papier