Des chercheurs de l'Université Donghua en Chine et du Jülich Center for Neutron Science (JCNS) en Allemagne ont récemment
Ces dernières années, la robotique du monde entiertentent de créer des systèmes artificiels qui ressemblent à des parties du corps humain et reproduisent leurs fonctions. Il s'agit notamment de la peau artificielle - une couche protectrice qui améliorera également les capacités sensorielles des robots.
"Comme nous le savons, la peau est la plus grandeun organe du corps humain qui agit comme une couche protectrice et une interface sensorielle pour garder notre corps sain et réactif », a déclaré Shentong Sun, l’un des auteurs de l’étude, à TechXplore. "Avec le développement rapide de l'intelligence artificielle et de la robotique douce, les ingénieurs tentent de recouvrir les robots humanoïdes d'une peau artificielle qui reproduit toutes les propriétés mécaniques et sensorielles d'un humain, afin qu'ils perçoivent l'environnement extérieur en constante évolution, tout comme nous."
Parce que la peau humaine estsystème très complexe, il est extrêmement difficile d'imiter toutes ses fonctions. Par exemple, la peau humaine peut détecter divers changements environnementaux, notamment la pression, la déformation de surface et les fluctuations de température, simplement en captant des signaux électroniques à base d'ions.
Peau ionique hybride auto-cicatrisante avec une structure en nanofibres basée sur la biotechnologie de la vraie peau humaine. Image : Wang et al.
Inspiré par la structure naturelle de la peauhomme, les ingénieurs en ont créé un artificiel basé sur un nanotag auto-cicatrisant et une matrice ionique. Ils reproduisent respectivement les fonctions du collagène et de l'élastine (protéine du tissu conjonctif). Le résultat est un matériau qui est doux mais qui devient dur lorsqu'il est étiré. Cette propriété est connue sous le nom de rigidité de déformation. De plus, la nouvelle peau artificielle s'auto-guérit après un dommage, résiste à la fatigue et réagit rapidement aux déformations de forme, ce qui est particulièrement important pour les applications sensorielles.
Inspiré de la nanofibre réparablestructure de la peau, les ingénieurs ont créé une peau ionique artificielle en incorporant un échafaudage nanomesh élastique auto-cicatrisant dans une autre matrice ionique douce auto-cicatrisante. Le nanotag a été obtenu par électrofilage d'un polyuréthane synthétique, qui est auto-cicatrisant en raison de l'échange de liaisons disulfure à température ambiante. La matrice ionique a été préparée par évaporation d'une solution aqueuse de polyacrylamide-acide acrylique, d'acide hyaluronique et de CaCl₂ (chlorure de calcium).
Des expériences ont montré que même 10 000 cycles d'étirement n'endommageaient pas la peau. Le seuil de fatigue calculé de la peau ionique hybride est presque le double de celui des muscles humains.
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Photo de couverture : Kai Jacobson/Faculté des sciences appliquées de l'UBC, d'une autre étude sur la peau ionique