Le muscle artificiel modifie la raideur avec la tension

Aug 02, 2023

2 août 2023 Conn Hastings Matériaux, Réadaptation, Chirurgie

Des scientifiques de l'Université Queen Mary de Londres ont développé un muscle artificiel qui peut passer de mou à dur en réponse à un changement de tension. La technologie vise à imiter les muscles humains à la fois dans leurs mouvements et dans leur capacité à détecter les forces et les déformations. Le muscle est fabriqué à partir de nanotubes de carbone recouverts de silicone pour former une cathode capable également de détecter les forces, et d'une anode constituée d'un treillis métallique souple, formant une couche d'actionnement entre l'anode et la cathode. Le muscle artificiel qui en résulte peut passer de manière transparente du mou au dur, en se contractant tout en détectant sa propre déformation. Les chercheurs espèrent que cette technologie sera d’une valeur inestimable pour les robots médicaux souples, comme dans les composants de prothèses robotiques ou d’équipements de rééducation.

La robotique douce a un énorme potentiel dans le domaine médical. La nature flexible et souple de ces composants robotiques signifie qu’ils sont bien adaptés pour interagir avec les tissus mous sans causer de dommages, contrairement aux composants électriques plus rigides. Cependant, à ce jour, de nombreux systèmes robotiques logiciels ont utilisé des actionneurs de type pneumatique, dans lesquels les forces de compression agissant sur les gaz ou les liquides enfermés produisent un mouvement.

Cela a son utilité, mais n'imite pas avec précision nos muscles, qui fonctionnent complètement différemment grâce à l'action des fibres musculaires, faisant passer le muscle de mou à dur de manière transparente lorsqu'il se contracte. De plus, les actionneurs simples ont une capacité limitée à détecter leur propre environnement et à mesurer la force qu’ils exercent et les forces qui agissent sur eux.

Ce dernier muscle artificiel fait passer l’actionnement robotique doux à un niveau supérieur. Il a une flexibilité et une extensibilité similaires à celles du muscle naturel, résistant à un étirement de 200 % sur toute sa longueur, et peut passer de doux à dur, soit un changement de rigidité de 30 fois, car il se contracte sous l'influence de la tension électrique. Sa réactivité électrique signifie également qu'il peut s'actionner plus rapidement que les actionneurs souples classiques.

"Donner aux robots, en particulier ceux fabriqués à partir de matériaux flexibles, des capacités d'auto-détection est une étape cruciale vers une véritable intelligence bionique", a déclaré Ketao Zhang, chercheur impliqué dans l'étude. « Bien qu’il reste encore des défis à relever avant que ces robots médicaux puissent être déployés en milieu clinique, cette recherche représente une avancée cruciale vers l’intégration homme-machine. Il fournit un modèle pour le développement futur de robots souples et portables.

Étude dans la revue Advanced Intelligent Systems : Un muscle artificiel à auto-détection électrique et à rigidité variable

Via : Université Queen Mary de Londres

Conn Hastings

Conn Hastings a obtenu un doctorat du Royal College of Surgeons d'Irlande pour ses travaux sur l'administration de médicaments, étudiant le potentiel des hydrogels injectables pour administrer des cellules, des médicaments et des nanoparticules dans le traitement du cancer et des maladies cardiovasculaires. Après avoir obtenu son doctorat et complété une année de recherche postdoctorale, Conn a poursuivi une carrière dans l'édition universitaire, avant de devenir rédacteur et éditeur scientifique à temps plein, combinant son expérience dans les sciences biomédicales avec sa passion pour la communication écrite.