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[Vidéo] Une fibre élastique pour les nerfs artificiels de robot

[Vidéo] Une fibre élastique pour les nerfs artificiels de robot

© EPFL

Des scientifiques de l’Ecole polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) ont trouvé un moyen simple et rapide pour réaliser des fibres super-élastiques, multi-matériaux et de haute performance. Ces dernières ont été utilisées comme capteurs dans les doigts robotiques ou des vêtements.

 

Pour évaluer la pression exercée sur un objet lorsqu’il le manipule, un robot doit être doté d’une certaine sensibilité. Des chercheurs du laboratoire Photonic Materials and Fiber Devices (FIMAP) de l’Ecole polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) ont développé des fibres équipées d’électrodes qui envoient des informations au robot sur son interaction tactile avec son environnement. Les électrodes entrent en contact selon la façon dont la pression est appliquée sur les fibres. Les électrodes transmettent alors un signal pour déterminer le type de contrainte à laquelle la fibre est exposée, comme la compression ou le cisaillement. Cette application a été réalisée en collaboration avec le professeur Oliver Brock du laboratoire robotique et biologie de l’Université technique de Berlin. Et ce n'est pas la seule : grâce à ces fibres, l'EPFL imagine fabriquer des vêtements intelligents, ou encore des dispositifs médicaux tels que des prothèses souples.

Le processus de fabrication des fibres optiques

La fibre de l'EPFL est un élastomère dans lequel on peut intégrer des électrodes ou des nanocomposites de polymère. Elle peut détecter la moindre pression ou contrainte, et résiste à de fortes déformations avant de retrouver sa forme initiale. Pour réaliser cette fibre, l’équipe de scientifiques a utilisé une préforme macroscopique dans laquelle ont été disposés les composants (électrodes), un procédé bien connu pour la fabrication des fibres optiques. Elle a ensuite été chauffée, puis étirée pour fabriquer des fibres de quelques centaines de microns de diamètre. Cette action étire en longueur le motif des composants tout en les contractant transversalement. 

Jusqu’à présent, ce processus de fabrication ne pouvait être utilisé que pour des fibres rigides. L’équipe de chercheurs l’a adapté aux fibres élastiques. Pour cela, ils ont sélectionné des matériaux souples possédant une haute viscosité lorsqu’ils sont chauffés. Le choix des scientifiques s'est arrêté sur les élastomères thermoplastiques. Le procédé permet de réintroduire des matériaux rigides dans la structure de la fibre commes des nanocomposites, d'autres thermoplastiques ou encore des métaux.

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