Un "tissu" astucieux inspiré du tatou devient rigide ou souple selon les besoins

Les matériaux souples et les matériaux rigides ont tous deux leur utilité, mais ces deux propriétés ne sont généralement pas réunies dans une même substance. RoboFabric est une exception, car il peut passer de l'état mou à l'état rigide.

Conçu par une équipe de scientifiques de l'université technologique de Nanyang à Singapour, ce matériau s'inspire des écailles protectrices imbriquées d'animaux tels que les tatous et les pangolins.

Alors que les écailles de ces deux créatures sont faites de kératine, RoboFabric est composé d'un réseau de tuiles en polymère imprimées en 3D et imbriquées les unes dans les autres. Toutes les tuiles sont reliées entre elles par de minces fils métalliques qui les traversent.

Tant que ces fils sont relativement lâches, toutes les tuiles peuvent se déplacer librement les unes par rapport aux autres. Toutefois, lorsque les fils sont tendus, les tuiles sont rapprochées, ce qui a pour effet de rendre le "tissu" 350 fois plus rigide. En relâchant la tension des fils, le matériau s'assouplit à nouveau.

Un casque de vélo fabriqué en RoboFabric (alias SAILS - scale-inspired layered structure) pourrait rester souple pour être plus facilement transporté dans un sac lorsqu'il n'est pas utilisé.

Parmi les autres applications possibles, la technologie pourrait être utilisée dans les plâtres de bras qui restent souples lorsque le membre blessé est initialement positionné, puis se raidissent une fois qu'il est dans l'orientation souhaitée. Et au lieu d'être coupé comme un plâtre traditionnel, un plâtre RoboFabric pourrait simplement être ramolli et retiré une fois qu'il n'est plus nécessaire.

Dans le même ordre d'idées, cette technologie pourrait également être utilisée dans des appareils d'assistance articulaire qui permettraient aux utilisateurs de soulever des objets ou d'effectuer d'autres tâches physiques exigeantes avec moins d'efforts. Les utilisateurs pourraient, par exemple, garder une orthèse de poignet ou de coude souple pour une liberté de mouvement maximale la plupart du temps, puis la raidir pour la soutenir lorsqu'ils soulèvent des objets lourds.

Les scientifiques ont pu créer de telles orthèses sur mesure grâce à des scanners 3D des membres des volontaires, puis imprimer en 3D les dizaines de tuiles nécessaires en moins d'une heure. L'enfilage manuel des fils à travers ces tuiles a pris un peu de temps, mais ce processus pourrait être automatisé au fur et à mesure du développement de la technologie.

L'orthèse de coude RoboFabric vue de plus près

Des essais en laboratoire ont montré que l'activité musculaire des volontaires était réduite de 40 % lorsque les orthèses étaient utilisées pour des tâches de levage. Les applications possibles de RoboFabric ne s'arrêtent pas aux vêtements.

La technologie a déjà été utilisée dans une pince robotique montée sur le dessous d'un drone. Cette pince est capable de saisir des objets en se raidissant et en s'enroulant autour d'eux, puis de les relâcher en s'assouplissant.

RoboFabric a également été utilisé dans un robot nageur composé d'une plaque de tuiles scellée à l'intérieur d'une enveloppe élastique. Lorsque l'air est aspiré hors de cette enveloppe, le vide qui en résulte fait que la dalle se raidit et prend une forme déterminée. Lorsque le vide est relâché, la dalle se ramollit et reprend sa forme "détendue". En alternant ces deux états, l'appareil est capable de nager dans l'eau.

https://www.science.org/doi/10.1126/scirobotics.adl0307

https://www.ntu.edu.sg/news/detail/3d-printed-active-fabric-for-healthcare-and-robotics