Des chercheurs du MIT Media Lab et du Politecnico di Bari ont développé de nouvelles fibres musculaires artificielles silencieuses pour les robots, transformant potentiellement le mouvement robotique et les appareils d’assistance portables. La technologie, connue sous le nom de muscles à fibres électrofluidiques, a été détaillée dans un article publié dans Science Robotics.
L’équipe de recherche, dirigée par Ozgun Kilic Afsar, étudiant diplômé du MIT, et Vito Cacucciolo, professeur au Politecnico di Bari, combine deux technologies : des actionneurs McKibben minces et des pompes électrohydrodynamiques miniaturisées (EHD). Ce système permet un mouvement sans moteurs ni pompes externes et répond aux limitations rencontrées auparavant par les robots souples entraînés par fluide.
Les pompes EHD fonctionnent en créant une pression dans un compartiment de fluide scellé, permettant un mouvement sans aucune pièce mécanique. Chaque pompe EHD est légère, ne pesant que quelques grammes et comparable en épaisseur à un cure-dent. En utilisant une conception antagoniste dans laquelle un actionneur se contracte tandis que l’autre se détend, le système imite les interactions musculaires humaines.
Afsar a déclaré : « Nous n’avons pas choisi cette configuration simplement pour des raisons de biomimétisme, mais parce que nous avions besoin d’un moyen de stocker le fluide dans la structure musculaire. » Cette configuration élimine le besoin d’un réservoir de fluide externe, ce qui a limité l’application des robots à fluide en dehors des environnements de laboratoire.
Les fibres peuvent être disposées selon diverses configurations, ressemblant à du tissu musculaire biologique, permettant un emballage plus serré dans les systèmes robotiques. Les démonstrations de la technologie comprenaient une paire biceps-triceps contrôlant un bras robot imprimé en 3D et un bras de levier capable de lancer des objets en seulement 100 millisecondes.
Herbert Shea, professeur à l’Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, a salué ce travail comme une avancée significative dans l’actionnement doux. Il a noté : « L’absence de pièces mobiles dans la pompe rend ces muscles silencieux, un avantage majeur pour les prothèses et les vêtements fonctionnels. »
L’équipe du MIT-Politecnico prévoit que ces muscles artificiels pourraient être utilisés dans diverses applications, depuis les exosquelettes conçus pour aider à soulever de lourdes charges jusqu’aux dispositifs visant à restaurer la dextérité. Cacucciolo a ajouté : “Partout où des actionneurs fluidiques sont utilisés, ou lorsque les ingénieurs souhaitent remplacer des pompes externes par des pompes internes, ces principes de conception pourraient s’appliquer à une large gamme de systèmes robotiques entraînés par fluide.” La recherche a reçu le soutien du Conseil européen de la recherche et du consortium multi-sponsorisé du MIT Media Lab.
