Un pouce robotique sensible au toucher
Pour équiper les futures générations de robot du sens du toucher, des chercheurs de l'Institut Max-Planck pour les systèmes intelligents ont conçu Insight, un capteur en forme de pouce. Constitué d’une coque souple et opaque, posée sur un squelette rigide, il est capable de localiser et mesurer les pressions grâce à un anneau de LED multicolores et une caméra fish-eye 160° placés à l’intérieur de la coque. Tout contact avec la surface du capteur provoque une déformation du schéma coloré projeté sur la surface interne, qui va être enregistrée par la caméra et traitée par un modèle d’intelligence artificielle. Une carte en trois dimensions du pouce est produite, sur laquelle sont indiquées les pressions en vecteur de force. Des forces de 100 millinewton peuvent être détectées avec une précision de 2 mm.
Image de l'intérieur de la surface du pouce sensible. L'analyse de l'image par machine learning permet de détecter et identifier les contacts sur le pouce.
Des nanocordes de silicium pour le quantique
Lorsqu’une corde est tendue, les vibrations s’y transmettent plus vite. Mais, dans le cas de fils nanométriques, la tension permet de réduire l’effet de dissipation de la vibration : si celui-ci fait quelques dizaines d’atomes d’épaisseur, il pourra osciller plus de dix milliards de fois après n’avoir été pincé qu’une seule fois. Des chercheurs de l’École polytechnique fédérale de Lausanne ont tenté de reproduire cet effet avec un matériau cristallin et ont mis au point une nanocorde de silicium étiré de 12 nanomètres de large pour 6 millimètres de long. Un ratio très élevé nécessaire à ce faible taux de dissipation, mais qui a compliqué la fabrication. Ces nanocordes de silicium s’annoncent intéressantes pour des expériences en mécanique quantique, offrant une isolation supérieure contre les perturbations environnementales.
Vers une prédiction plus précise de la fin de vie d’un matériau souple
Comme il est difficile d’anticiper le moment où un matériau souple – comme un gel ou un élastomère – deviendra hors d’usage, les ingénieurs ont tendance à recommander de remplacer ce type de matériaux plus tôt que nécessaire. Des chercheurs de l’université de Massachusetts Amherst ont franchi une étape majeure dans la prédiction de la fin de vie des matériaux souple. L’équipe de scientifiques a en effet apporté des améliorations importantes à la théorie Lake-Thomas (qui fait autorité), en prenant en compte certaines anomalies des fibres du matériau. Le tout, grâce à de récentes avancées dans le domaine de l’élasticité. Ils ont testé leur théorie sur des simulations et sur des mesures expérimentales avec succès.
Contrôler l’environnement local d’enzymes pour mieux transformer le CO2 en carburant
Comment exploiter la force des enzymes pour transformer le gaz carbonique en carburant ? Les travaux sur la réduction électrocatalytique du CO2 vont bon train et la piste des biocatalyseurs enzymatiques est prometteuse. Mais leur performance est très sensible à leur environnement local et ce dernier, avec l’utilisation d’électrodes poreuses pour immobiliser les enzymes à leur surface, peut évoluer fortement en cours de réaction. Ces évolutions autour d’enzymes de type oxydoréductases ont été étudiées expérimentalement et numériquement par des chercheurs de l’Université de Cambridge. Ce qui leur a permis d’optimiser le pH local jusqu’à multiplier par 18 l’efficacité de la réduction du CO2.
Une antenne rectificatrice pour collecter l'énergie radiofréquence ambiante
Téléphones cellulaires, réseaux Wi-Fi et autres GPS emplissent notre environnement de radiofréquences. Moissonner cette énergie ambiante à l’aide d’antennes rectificatrices (“rectennas”, en anglais) est tentant. Mais difficile : l’efficacité de la collecte d’énergie est faible dans les RF avec de petites antennes et, d’autre part, la faible puissance entrante pénalise la conversion AC-DC qui suit la collecte. Des chercheurs de l’Université de Floride ont utilisé un métamatériau dit absorbeur parfait (MPA, metamaterial perfect absorver, consistant en l’empilement du résonateur proprement dit et d’un film réfléchissant, séparés par une couche diélectrique) pour réaliser une antenne rectificatrice capable d’offrir une puissance de 100 microwatts pour une intensité incidente de 0,4 microwatts/cm2. Soit une efficacité multipliée par 16 selon les chercheurs.
