Les pinces robotiques Kirigami sont suffisamment délicates pour soulever des jaunes d'œufs

Des chercheurs en ingénierie de la North Carolina State University ont démontré un nouveau type de pinces robotiques flexibles capables de soulever des jaunes d'œufs délicats sans les casser et suffisamment précises pour soulever un cheveu humain. Le travail a des applications pour la robotique douce et les technologies biomédicales.

Le travail s'inspire de l'art du kirigami, qui consiste à la fois à couper et à plier des feuilles de matériau bidimensionnelles (2D) pour former des formes tridimensionnelles (3D). Plus précisément, les chercheurs ont développé une nouvelle technique qui consiste à utiliser le kirigami pour convertir des feuilles 2D en structures 3D courbes en découpant des fentes parallèles sur une grande partie du matériau. La forme finale de la structure 3D est déterminée en grande partie par la limite extérieure du matériau. Par exemple, un matériau 2D ayant une limite circulaire formerait une forme 3D sphérique.

"Nous avons défini et démontré un modèle qui permet aux utilisateurs de travailler à rebours", explique Yaoye Hong, premier auteur d'un article sur le travail. « Si les utilisateurs savent de quel type de structure 3D incurvée ils ont besoin, ils peuvent utiliser notre approche pour déterminer la forme des limites et le motif des fentes qu'ils doivent utiliser dans le matériau 2D. Un contrôle supplémentaire de la structure finale est rendu possible en contrôlant la direction dans laquelle le matériau est poussé ou tiré. »

Notre technique est un peu plus simple que les techniques précédentes pour convertir des matériaux 2D en structures 3D courbes, et elle permet aux concepteurs de créer une grande variété de structures personnalisées à partir de matériaux 2D », a déclaré le professeur Jie Yin.

Les chercheurs ont démontré l'utilité de leur technique en créant des pinces capables de saisir et de soulever des objets allant du jaune d'œuf au cheveu humain.

"Les pinces conventionnelles saisissent fermement un objet - elles attrapent les objets en exerçant une pression dessus", a déclaré Yin. « Cela peut poser des problèmes lorsque l'on tente de saisir des objets fragiles, comme des jaunes d'œufs. Mais nos préhenseurs entourent essentiellement un objet, puis le soulèvent - de la même manière que nous plaçons nos mains autour d'un objet. Cela nous permet de « saisir » et de déplacer même des objets délicats, sans sacrifier la précision. »

Cependant, les chercheurs notent qu'il existe une foule d'autres applications potentielles, telles que l'utilisation de la technique pour concevoir des technologies biomédicales qui épousent la forme d'une articulation, comme le genou humain.

"Pensez à des bandages intelligents ou à des appareils de surveillance capables de se plier et de bouger avec votre genou ou votre coude", a déclaré Yin. « Il s'agit d'un travail de preuve de concept qui montre que notre technique fonctionne. Nous sommes maintenant en train d'intégrer cette technique dans les technologies de la robotique douce pour répondre aux défis industriels. Nous explorons également comment cette technique pourrait être utilisée pour créer des dispositifs qui pourraient être utilisés pour appliquer de la chaleur au genou humain, ce qui aurait des applications thérapeutiques. »