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May 29, 2023

La fabrication additive de robots souples pourrait réduire les déchets et augmenter les performances

17 mai 2023 Cet article a été révisé conformément au processus éditorial et aux politiques de Science X. Les éditeurs ont mis en avant les attributs suivants tout en garantissant la crédibilité du contenu :

17 mai 2023

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publication évaluée par des pairs

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par Kat J. McAlpine, Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences

La robotique souple présente plusieurs avantages clés par rapport à ses homologues rigides, notamment ses caractéristiques de sécurité inhérentes (les matériaux souples animés de mouvements alimentés par des chambres à air gonflantes et dégonflantes peuvent être utilisés en toute sécurité dans des environnements fragiles ou à proximité des humains), ainsi que leur flexibilité qui leur permet de s'adapter. dans des espaces restreints. Les textiles sont devenus un matériau de choix pour construire de nombreux types de robots souples, en particulier les appareils portables, mais les méthodes de fabrication traditionnelles « couper et coudre » laissent beaucoup à désirer.

Aujourd'hui, des chercheurs de la Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) ont établi une nouvelle approche pour la fabrication additive de robots mous, en utilisant une méthode de tricotage 3D qui peut « imprimer » de manière holistique des robots mous entiers. Leurs travaux sont rapportés dans Advanced Functional Materials.

"La communauté de la robotique douce est encore dans la phase de recherche d'approches alternatives en matière de matériaux qui nous permettront d'aller au-delà des formes et des fonctions de robots rigides plus classiques", déclare Robert Wood, auteur correspondant principal de l'article, qui est le groupe Harry Lewis et Marlyn McGrath. Professeur d'ingénierie et de sciences appliquées à SEAS.

"Les textiles sont attrayants car nous pouvons modifier radicalement leurs propriétés structurelles en choisissant les fibres qui les composent et la manière dont ces fibres interagissent les unes avec les autres", explique Wood.

"En utilisant les méthodes "couper-coudre", vous devez fabriquer de grandes feuilles de matière textile que vous découpez ensuite en motifs qui sont assemblés par couture ou collage. Cela implique généralement un niveau élevé de travail humain", explique Vanessa Sanchez, première auteure. sur le papier et un ancien doctorat. étudiant dans le laboratoire de Wood. "Chaque couture ajoute des coûts et des points de défaillance potentiels. Pour fabriquer des dispositifs robotiques complexes, cela peut constituer un défi de taille."

Sanchez a été intrigué par le concept du tricot 3D, qui permet de produire des vêtements sans couture avec peu de déchets de matière. Elle se demandait si la méthode pouvait être adaptée pour créer des robots souples à base de textile.

L'équipe a acquis une machine à tricoter à cartes perforées vintage et Sanchez s'est mis en relation avec des experts en tricot de la Rhode Island School of Design et de la Parsons School of Design and Fashion Institute of Technology.

Pour automatiser le processus de tricotage, Sanchez et l'équipe devaient également développer un logiciel capable de diriger l'équipement de tricotage (des machines souvent vieilles de plusieurs décennies) pour créer des structures complexes à partir de différents types de fils. "Dans un cas, j'ai dû tromper les machines, à l'aide d'un logiciel, en leur faisant croire que mon ordinateur était une disquette", explique Sanchez. Après que les premières expériences se soient révélées prometteuses, l’équipe a opté pour une machine automatisée plus moderne.