Une équipe d'ingénieurs mécaniciens de l'Université Duke aux États-Unis a récemment présenté une preuve de concept pour un nouveau type de matériau robotique programmable. Ce matériau est constitué d'unités modulaires semblables à des briques Lego, capables de modifier dynamiquement leurs propriétés mécaniques par programmation, imitant ainsi la flexibilité des tissus biologiques.
L'équipe de recherche a utilisé un composite métallique de gallium et de fer pour remplir les unités individuelles. À température ambiante, le matériau est solide, mais un chauffage par courant électrique peut liquéfier des unités spécifiques, permettant ainsi de programmer ses caractéristiques, telles que sa rigidité, de manière similaire à l'écriture de données sur un support de stockage. Yun Bai, doctorante et première auteure de l'article, explique : « Nous voulions créer un matériau semblable aux muscles humains, capable de modifier sa rigidité en temps réel. » Sous forme bidimensionnelle, cette feuille de matériau peut ajuster avec précision ses propriétés de rigidité et d'amortissement sans changer de forme.
Dans les constructions tridimensionnelles, la recherche a réalisé des progrès encore plus prometteurs. L'équipe a fabriqué un cube modulaire contenant 27 unités indépendantes programmables. Plusieurs cubes peuvent être assemblés pour former des structures complexes. En contrôlant l'état des unités locales via des signaux électriques, les propriétés mécaniques de l'ensemble de la structure peuvent être ajustées de manière flexible. Yun Bai déclare : « Cela nous permet de créer de manière flexible des structures 3D avec différentes propriétés mécaniques. » Lors d'une démonstration, les chercheurs ont connecté 10 cubes pour former une structure de queue programmable, intégrée à l'intérieur d'un poisson robotique. Les tests ont montré qu'en modifiant uniquement la disposition des unités solides dans la queue, il était possible de guider le poisson robotique pour qu'il nage selon différentes trajectoires.
Les chercheurs envisagent que cette technologie puisse être miniaturisée à l'avenir pour des applications dans des domaines tels que la surveillance médicale, par exemple pour se déplacer dans les vaisseaux sanguins ou former des stents adaptatifs. La responsable de l'équipe, la professeure adjointe Xiaoyue Ni, a déclaré : « Nous espérons fabriquer des matériaux flexibles et programmables pour les robots, afin qu'ils puissent accomplir une grande variété de tâches dans des environnements divers. » Cette recherche ouvre de nouvelles perspectives pour le développement de systèmes robotiques de nouvelle génération capables de s'adapter à leur environnement.
Pour plus d'informations : Auteurs : Yun Bai et al., Titre : « Composites numériques avec architecture de phase reprogrammable », publié dans : « Science Advances » (2026). Informations sur la revue : « Science Advances »
