Trompe souple, équilibre surprenant, mouvements coordonnés… il étonne par sa précision biomécanique. Conçu à partir d’une mousse imprimée en 3D, ce robot reproduit fidèlement la diversité articulaire d’un véritable éléphant.
Muscles, tendons et os coopèrent pour produire des gestes complexes chez les animaux, guépards ou humains compris. Cette coordination entre tissus souples et rigides fascine depuis longtemps les roboticiens du monde entier. Reproduire cette diversité en robotique représente un obstacle technique de taille. Jusqu’ici, l’impression 3D multi-matériaux tentait d’imiter ces contrastes biologiques. Mais la rigidité ou la résistance d’une structure ne pouvaient être modulées de façon fluide.
L’équipe du laboratoire CREATE de l’EPFL, dirigée par Josie Hughes, a mis au point une alternative bluffante. Elle s’appuie sur des cellules imprimées en mousse, capables d’adopter plus d’un million de formes. Celles-ci permettent d’articuler un robot inspiré du squelette et des tissus d’un éléphant. « Notre méthode montre qu’on peut obtenir une trompe souple et des articulations rigides dans une même structure », détaille Qinghua Guan, postdoctorante.
Deux cellules, une infinité de combinaisons
Le cœur du procédé repose sur deux types de cellules géométriques : BCC et X-cube, aux propriétés mécaniques distinctes. Utilisées séparément ou combinées, elles permettent de jouer sur la rigidité, la portance ou la flexibilité. En imprimant des cellules hybrides, les chercheurs obtiennent un tissu robotique capable de se déformer à volonté.
Selon le doctorant Benhui Dai, cette variété structurelle est idéale pour reproduire des organes musculo-squelettiques comme la trompe d’un éléphant. Encore plus fort : chaque cellule peut aussi être déplacée ou tournée dans l’espace. Le réseau devient ainsi programmable sur deux axes et cela multiplie les options de mouvement. Avec cinq cellules superposées, on atteint 75 millions de variantes potentielles, un chiffre vertigineux.
De la trompe au genou : une articulation sur mesure
Grâce à cette technologie, l’équipe a reproduit dans le robot plusieurs articulations du squelette d’un éléphant. Certaines imitent les os du pied avec un glissement contrôlé, d’autres reproduisent les plis d’un genou. Même les orteils flexibles peuvent désormais être simulés avec fidélité.
La trompe, quant à elle, combine torsion, flexion et rotation grâce à un enchaînement fluide de cellules programmées. Cette continuité dans le mouvement permet au robot d’exécuter des gestes plus naturels, sans rupture mécanique. La mousse devient un vecteur de mobilité intelligente et légère.
Un design pensé pour la recherche robotique
La structure en mousse offre d’autres atouts non négligeables. Elle est étanche, légère et peut facilement accueillir des capteurs dans sa matrice. « Comme le nid d’abeille, le rapport résistance/poids est très avantageux », précise Josie Hughes.
Ces performances ouvrent de nouvelles pistes pour les robots évoluant dans l’eau ou l’air, ou même pour les prothèses flexibles. En combinant forme, position et matière, ce treillis programmable redéfinit les contours du design robotique. L’anatomie de demain pourrait bien s’écrire dans des blocs de mousse imprimés.
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