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par Lorenz Keller
Une nouvelle technique d'impression 3D améliore le contrôle des robots souples
10/2/2026
Traduction : traduction automatique
Un nouveau procédé d'impression 3D de Harvard ancre le mouvement des robots souples directement dans le matériau. Au lieu d'un réajustement fastidieux, la déformation souhaitée est obtenue dès l'impression.
Imaginez que vous imprimez un robot, que vous y injectez de l'air et qu'il se plie exactement comme vous l'avez prévu : il se courbe vers la gauche, s'agrippe, se déploie comme une fleur.
C'est exactement ce qu'a réussi à faire une équipe de la Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS). Les chercheurs ont mis au point une méthode permettant de fabriquer des robots souples en une seule impression et dont le comportement en mouvement est déjà ancré dans le matériau. L'étude est parue le 6 février 2026 dans la revue Advanced Materials.
Le problème des robots mous
Les robots souples sont constitués de matériaux flexibles, souvent biocompatibles, et sont considérés comme une alternative prometteuse aux machines rigides. Ils peuvent interagir avec des objets sensibles, s'adapter au corps humain et opérer dans des environnements étroits ou irréguliers, par exemple lors d'opérations mini-invasives. Mais la caractéristique qui les rend si utiles est aussi leur plus grand défi : leur mollesse.
Auparavant, si vous vouliez construire un robot souple pour une tâche spécifique, vous deviez fabriquer des moules, couler du silicone couche par couche, appliquer des canaux pneumatiques sur les surfaces et relier plusieurs composants entre eux. Cela prend beaucoup de temps, manque de flexibilité et n'est guère évolutif. Chaque adaptation de la conception nécessite de nouveaux moules, de nouvelles passes de coulée et de nouveaux essais.
Résultat : même les équipes expérimentées ont besoin de nombreuses itérations avant qu'un robot logiciel ne se comporte comme il le devrait. Et même alors, le comportement du mouvement reste souvent difficile à prédire.
La rotation comme clé
L'équipe de Harvard résout ce problème grâce à un procédé appelé «Rotational Multimaterial 3D Printing» (RM 3DP). L'idée est élégante : une seule buse délivre deux matériaux simultanément tout en tournant pendant l'impression. Cette rotation contrôle l'endroit où chaque matériau atterrit dans le fil imprimé.
Source : SEAS
Les chercheurs impriment des filaments avec une gaine externe flexible en polyuréthane et un canal interne en poloxamère, un polymère que l'on trouve également dans le gel capillaire. Une fois que la gaine extérieure a durci, ils lavent le gel de l'intérieur. Ce qui reste, ce sont des structures tubulaires creuses, c'est-à-dire des canaux positionnés avec précision à l'intérieur du matériau.
En contrôlant précisément la vitesse de rotation, le flux de matière et la géométrie des buses, les chercheurs déterminent l'emplacement, la forme et la taille de chaque canal interne. Lorsque l'air est pompé dans ces canaux, la structure se déforme exactement dans la direction programmée lors de l'impression.
Nous utilisons deux matériaux à partir d'un seul orifice qui peut être tourné pour programmer la direction dans laquelle le robot se plie lors du gonflage.
De la théorie au modèle de démonstration
Pour tester le procédé, l'équipe a imprimé deux objets de démonstration : tous deux dans un seul chemin d'impression sans interruption, sans assemblage séparé.
Le premier est un actionneur en spirale à motif floral : lorsque de l'air est introduit, il se déroule comme une fleur qui s'ouvre. Le second est une pince à main à cinq doigts avec des articulations définies aux chevilles, qui s'enroule autour des objets lorsqu'elle est gonflée. Les deux ont été créés dans un chemin continu imprimé en 3D, sans aucune étape d'assemblage séparée.
La géométrie remplace en quelque sorte le code du programme. En modifiant la forme du canal, on modifie le comportement du robot. Cela rend le procédé exceptionnellement flexible:
Nous n'avons pas de moule. Nous imprimons les structures, les programmons rapidement et pouvons adapter l'actionnement rapidement.
Ce que cela signifie en pratique
Les possibilités d'application vont bien au-delà des démonstrateurs de laboratoire. Comme les structures sont constituées de matériaux flexibles et potentiellement biocompatibles, la technologie pourrait être utile dans la robotique chirurgicale, les dispositifs d'assistance et l'interface homme-machine.
En médecine, on peut imaginer des instruments qui se déploient de manière ciblée à l'intérieur du corps, sans aucun composant rigide susceptible d'endommager les tissus. Dans la production, des préhenseurs pourraient manipuler des objets fragiles sans les endommager. Et dans la technologie d'assistance, des exosquelettes ou des orthèses souples pourraient être créés pour s'adapter dynamiquement au corps de leur utilisateur.
Un procédé avec un potentiel de mise à l'échelle
Ce qui distingue ce procédé de nombreuses autres approches, c'est son évolutivité. Les paramètres d'impression - vitesse de rotation, débit, géométrie de la buse - peuvent être modifiés par logiciel sans qu'il soit nécessaire de reconstruire le matériel. Une nouvelle conception ne nécessite pas un nouveau moulage, mais seulement de nouveaux paramètres d'impression. Cela réduit considérablement le cycle de développement.
Photo d’en-tête : @harvardengineering / YouTube
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