C’est une première. Une main robotique souple avec des os, des ligaments et des tendons, composée de différents polymères. Grâce à une nouvelle technique de balayage laser mise au point par l’institut fédéral de technologie (ETH) de Zurich et la start-up Inkbit, une spin-off du MIT, l’opération peut être réalisée lors d’une impression unique.
«L’impression à jet d’encre en 3D existe déjà mais elle est limitée parce qu’elle s’appuie sur la mise à niveau mécanique. En d’autres termes, après avoir posé une couche de gouttelettes dans la machine d’impression, il faut l’aplatir avant de pouvoir en ajouter une autre», explique Robert Katzschmann. Selon le professeur de robotique à l’ETH de Zurich, premier auteur de l’étude publiée mi-novembre dans le journal Nature sur cette innovation, cela pose des problèmes, «notamment en terme de perte de résolution mais aussi du fait qu’il n’est possible d’imprimer qu’un seul type de matériel, qui doit pouvoir se polymériser [solidifier] quasi instantanément».
Des robots moins dangereux pour l'humain
Pour remédier à cela, les scientifiques suisses et américains ont mis au point une méthode qui permet de scanner chaque couche imprimée et d’ajuster automatiquement toute irrégularité en adaptant la couche suivante. Tout en offrant la possibilité d’avoir recours à plusieurs matériaux lors d’une même impression. De la cire à basse température de fusion est utilisée comme support pour toutes les structures imprimées. Lorsque la cire fond, les morceaux de structures ou les structures complètes se révèlent.
Dans le cas d’une main, celle-ci est imprimée avec des os artificiels, des tendons, des ligaments. Elle est prête à l’usage, sans qu’aucun assemblage ne soit nécessaire. «Nous utilisons des polymères que nous imprimons en couches successives. Nous les éclairons avec une lumière ultraviolette, ce qui permet de créer des chaînes de structures très solides», détaille Robert Katzschmann.
Résultat selon le chercheur de l’ETH : des robots à la fois plus efficaces et plus durables. «Les robots faits de matériaux souples présentent de nombreux avantages par rapport aux robots en métal. Les hommes qui les utilisent sont moins susceptibles de se blesser et ils sont mieux adaptés à la manipulation de marchandises fragiles», ajoute le professeur de robotique. Les chercheurs de l'ETH Zurich ont déjà développé plusieurs applications robotiques, la technologie d’impression étant commercialisée par Inkbit. A terme, l’équipe de Robert Katzschmann vise notamment le domaine médical, en particulier les implants médicaux et les prothèses.
