L'avenir de la robotique : les matériaux souples révolutionnent la technologie !

L'avenir de la robotique : les matériaux souples révolutionnent la technologie !

La technologie robotique s’est développée rapidement au cours des dernières décennies. Une tendance innovante émerge qui révolutionne l’utilisation de matériaux souples en robotique. Au lieu de l’acier et de l’aluminium, les robots souples modernes s’appuient sur des polymères viscoélastiques, qui possèdent à la fois des propriétés élastiques et visqueuses. Ces matériaux réagissent différemment à la force, le comportement mécanique dépendant de la durée et de la vitesse de la charge, comme par exemple Université de Stuttgart communique.

Les polymères viscoélastiques ouvrent de nouvelles possibilités de conception pour les robots en les rendant plus flexibles et adaptables. Lorsqu'ils sont soumis à une charge rapide, ils présentent un comportement élastique, tandis que lors de mouvements plus lents, ils développent des propriétés plus visqueuses. Le développement de ces matériaux s’accompagne de la nécessité de créer des conceptions structurelles à l’échelle millimétrique. Les chercheurs doivent également comprendre la limite entre la déformation viscoélastique et l’instabilité mécanique pour réaliser des structures spécialement conçues, appelées métamatériaux mécaniques.

La révolution douce

Le développement de robots logiciels fait partie d’une « révolution douce » plus vaste qui touche à la fois la robotique et l’électronique. Cette nouvelle technologie pourrait offrir des avantages décisifs dans l’interaction homme-machine, car les robots qui s’appuient sur des matériaux souples peuvent mieux interagir avec leur environnement et les personnes. L’utilisation de matériaux tels que les hydrogels, qui lient l’eau dans des réseaux polymères, est particulièrement prometteuse. Ils offrent des propriétés connues de la nature, telles que la douceur des tissus cérébraux ou la résistance des tendons, rapporte Université Johannes Kepler.

Des chercheurs comme Christoph Keplinger du JKU travaillent sur des actionneurs mimétiques musculaires et ont fait des progrès dans les mécanismes d'auto-guérison. Ces technologies permettent de développer des peaux artificielles équipées de capteurs haptiques, de température et d'humidité.

Les matériaux souples dans le contexte de la biomédecine

Le potentiel des matériaux souples s’étend également à la biomédecine. Ils pourraient jouer un rôle clé dans le développement de membres et d’organes artificiels en fournissant un support mécanique et en permettant la mise au point de nouveaux dispositifs de diagnostic. L’utilisation de systèmes électroniques et robotiques biomimétiques à base d’hydrogel pourrait réduire considérablement le risque de blessure, en particulier en cas de catastrophe.

Le Conseil européen de la recherche a déjà investi 1,5 million d'euros dans la recherche sur ces sujets. Les développements progressent rapidement et le 21ème siècle pourrait entrer dans l'histoire comme l'ère de la matière molle, comme celui-ci Magazine de l'Université de Mayence détermine.

Formation académique dans le domaine des matériaux souples

Pour soutenir cette tendance, le programme de master international « Matière molle et matériaux » a été lancé à l'Université Johannes Gutenberg de Mayence et à l'Université technique de Darmstadt. Le programme a débuté au semestre d'hiver 2023/2024 et suit une approche interdisciplinaire qui intègre la chimie, la physique, la science des matériaux et les mathématiques. Des professeurs comme Regine von Klitzing et Sebastian Seiffert dirigent le programme, entièrement enseigné en anglais pour attirer les étudiants internationaux.

Ce cours pourrait non seulement contribuer à la formation de nouveaux scientifiques et ingénieurs, mais également promouvoir la coopération avec l'industrie de la région Rhin-Main, activement impliquée dans la recherche dans le domaine des matériaux souples. Cela jette les bases de solutions innovantes capables de surmonter les défis à la fois technologiques et sociaux.