Georgia Tech dévoile une lentille souple alimentée par la lumière qui imite la vision humaine pour la robotique

Georgia Tech Institute of Technology, Atlanta, Géorgie

La lentille souple en hydrogel photosensible développée par des chercheurs du laboratoire du professeur Shu Jia de Coulter BME. (Image :Géorgie Tech)

Une équipe d’ingénieurs biomédicaux de Georgia Tech a dévoilé une avancée majeure dans le domaine de l’optique adaptative :une lentille souple biomimétique alimentée par la lumière qui imite la capacité de l’œil humain à se recentrer et à s’adapter aux différentes conditions d’éclairage. La recherche, publiée dans Science Robotics , ouvre de nouvelles possibilités pour la robotique douce, l'imagerie biomédicale et les systèmes de vision autonomes.

Inspiré par la réponse de l’œil humain à la lumière, l’auteur principal Corey Zheng, titulaire d’un doctorat. candidat au département de génie biomédical de Wallace H. Coulter, a développé un système de lentilles qui utilise des muscles artificiels activés par la lumière pour contrôler la distance focale. Lorsqu'ils sont illuminés, ces muscles contractent et étirent la lentille, permettant des ajustements optiques précis sans électronique ni pile.

"L'œil humain est vraiment puissant à bien des égards", a déclaré Zheng. "Il est compact, vous pouvez changer de mise au point pour regarder des objets proches ou éloignés, et il se protège de la lumière avec vos pupilles. En plus de tout cela, il a une résolution incroyable."

La lentille souple en hydrogel photosensible (PHySL) est entièrement construite à partir de matériaux souples et biosûrs, ce qui la rend idéale pour les applications où les optiques rigides ne sont pas pratiques, telles que les robots souples et les dispositifs médicaux qui interagissent en toute sécurité avec les tissus. Au cœur de la conception se trouve un hydrogel thermosensible – un polymère absorbant l’eau que l’on trouve couramment dans des produits comme les lentilles de contact – infusé de graphène, qui convertit la lumière en chaleur, déclenchant des changements de forme qui agissent comme des muscles artificiels. Cette propriété permet à l'objectif d'être contrôlé à distance sans avoir besoin d'alimentation par batterie ni de connexions filaires.

Lors de tests en laboratoire, les chercheurs ont démontré que différents modèles d’éclairage pouvaient contrôler la distance focale, le mouvement de l’objectif et même induire des aberrations optiques spécifiques. Cette capacité adaptative leur a permis de capturer des images de haute qualité de sujets allant de cellules individuelles à des pièces entières. Les performances de leur système, tant en termes de plage de déplacement focal que de résolution, étaient comparables à celles de l'œil humain.

L'équipe a également présenté un prototype de caméra sans électronique, combinant la lentille souple avec un circuit d'imagerie à base de liquide alimenté par des valves activées par la lumière pour contrôler le débit du fluide au lieu des photodétecteurs électroniques traditionnels. Cette innovation pourrait être utilisée dans des systèmes logiciels passifs ou à commande chimique, permettant une autonomie accrue des robots biomimétiques.

La recherche a été menée en collaboration avec le professeur Shu Jia du BME, auteur principal de l'étude.

Pour plus d'informations, contactez Shu Jia à Cette adresse e-mail est protégée contre les robots spammeurs. Vous devez activer Javascript pour le visualiser. ou Cette adresse e-mail est protégée contre les robots spammeurs. Vous devez activer Javascript pour le visualiser.; 404-894-0290.