Les nouveaux matériaux de conception et les progrès en matière de prothèses font naître le rêve d’avoir membres remplaçants qui permettent non seulement de récupérer la fonctionnalité perdue, mais aussi la sens et sensations qu’ils fournissent. Récemment, le cas de Karin a été annoncé, une femme amputée de l’avant-bras à la suite d’un accident agricole qui a réussi à contrôler sa main bionique et à soulager une douleur fantôme en connectant la prothèse à son système nerveux.
La impression 3D Il s’agit de l’une des avancées les plus notables, car elle permet d’adapter l’organe artificiel aux mesures et aux besoins des patients. De plus, cela permet d’augmenter la complexité de la barre, en superposant différents couches et niveaux de mécanismes. Et si jusqu’à présent ils ne pouvaient être utilisés que plastiques à durcissement rapide Pour imprimer les modèles conçus en trois dimensions, des plastiques à durcissement lent ont récemment commencé à être utilisés.
Ce matériau plus durable, plus robuste et doté de propriétés élastiques est le fruit d’une nouvelle technologie développée par l’École polytechnique fédérale de Zurich (ETH Zurich) et une start-up américaine, Inkbit. Cette avancée leur a permis d’imprimer des robots plus puissants en une seule fois. Cela les a également aidés à combiner des polymères souples avec des polymères rigides et élastiques, en plus de concevoir des structures courbes et à cavités. Le résultat, qu’ils publient dans Revue natureinclure des mains robotiques avec muscles, ligaments et tendons artificiels.
[Hallan un esqueleto con una misteriosa mano de hierro en Alemania: ¿la prótesis de un guerrero?]
Une nouvelle technologie permet d’imprimer des prothèses robotisées comportant des muscles, des tendons et des ligaments.
« Nous ne serions pas allés aussi loin avec les polyacrylates à durcissement rapide que nous utilisons jusqu’à présent pour l’impression 3D », explique Thomas Buchner, doctorant dans le groupe du professeur Robert Katzschmann à l’ETH Zurich. « Pour construire la main, nous avons utilisé des polymères de thiolène à guérison lente. Ils ont de très bonnes propriétés élastiques et retrouver leur forme originale après pliage beaucoup plus rapide que les polyacrylates. » Ils sont donc idéaux pour fabriquer des ligaments.
De plus, la rigidité des thiolènes peut être finement ajustée pour répondre aux exigences de la robotique douce. « Les robots fabriqués à partir de matériaux souples, comme la main que nous avons développée, présentent des avantages par rapport aux robots conventionnels en métal. Parce qu’ils sont souples, ils présentent un risque moindre de accidents et blessures lorsqu’ils interagissent avec des travailleurs humains et sont mieux équipés pour manipuler des objets fragiles », explique Katzschmann.
Les imprimantes 3D produisent généralement des objets couche après couche, avec un extrudeuse qui dépose la matière sous une forme visqueuse en chaque point. Ensuite, un lumière ultraviolette Il assure immédiatement le traitement de durcissement des polymères rapides et permet d’appliquer la couche suivante. Mais d’abord, un élément mécanique doit irrégularités polonaises sur la surface fraîchement imprimée. Les polymères à durcissement lent ne peuvent pas subir ce processus, car ils pénétreraient dans l’outil de polissage.
Les chercheurs ont développé un scanner laser tridimensionnel qui vérifie immédiatement qu’il n’y a pas d’irrégularités sur chaque surface imprimée. « Un mécanisme de rétroaction compense chaque défaut lors de l’impression de la couche suivante, calculant en temps réel les ajustements nécessaires du matériau injecté, avec un objectif précis », explique Wojciech Matusik, professeur au Massachusetts Institute of Technology (MIT) et co-auteur de l’étude. De cette façon, la couche suivante compensera les éventuelles irrégularités et ne nécessitera pas que toutes les couches soient parfaitement alignées.
Cela laisse suffisamment de temps aux plastiques lents pour consolider sa structure complexe. Et les objets robotiques sont imprimés complets, sans avoir besoin de assemblée. Cette technologie a été développée par Inkbit, fondée par des chercheurs du MIT lui-même, qui ont collaboré avec ceux de l’ETH. Et si cela ouvre la porte à de nouvelles possibilités de développement dans le domaine de la prothèse et de la robotique, ils espèrent également qu’il parviendra à l’impression 3D commerciale et à des usages privés.
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