Des ingénieurs du MIT créent un système pour des dispositifs intelligents à forme changeante
Des chercheurs du Massachusetts Institute of Technology (MIT) ont développé un système innovant permettant la création d’objets interactifs capables de changer de forme. Parmi les démonstrations du système, une chaise qui se transforme en table avec rangement et qui peut également se plier pour un rangement facile a été présentée. La structure de ces objets est capable de détecter sa configuration et d’envoyer des messages correspondants à un affichage électronique.
Ces nouveaux métamatériaux pourraient également être utilisés pour concevoir des antennes de communication et de détection, capables de prendre de nouvelles formes pour ajuster leurs fréquences en fonction des conditions environnementales changeantes, sans nécessiter de pièces mécaniques encombrantes. Marwa AlAlawi, étudiante diplômée en ingénierie mécanique et auteur principal d’un article sur ces dispositifs, a déclaré : « Les métamatériaux peuvent rendre la fabrication d’assemblages mécaniques complexes facile grâce à l’utilisation d’unités répétées. »
Les co-auteurs de l’étude comprennent Ticha Sethapakdi, étudiant en ingénierie électrique et en informatique, et Stefanie Mueller, professeure associée au MIT. Ce travail sera présenté lors du Symposium ACM sur le logiciel et la technologie des interfaces utilisateur.
Les métamatériaux mécaniques sont des structures programmables tridimensionnelles composées d’unités répétées, capables de former des formes complexes grâce à leur géométrie. En se compressant, s’étirant ou en étant poussés, ces métamatériaux peuvent se plier ou se tordre de manière précise. Les chercheurs ont précédemment utilisé des métamatériaux auxétiques pour construire des antennes reconfigurables, permettant à ces dernières d’ajuster dynamiquement leur plage de fréquence sans pièces mobiles complexes.
Avec la création des « bifur-circuits », les chercheurs ont élargi le nombre de configurations possibles. Ces nouveaux métamatériaux auxétiques peuvent prendre de nombreuses formes en fonction de la manière dont les unités modulaires sont connectées et tournées. Les unités sont également conçues pour être électriquement modulaires, maintenant les connexions électriques indépendamment de la rotation ou de la déformation de l’objet.
Les bifur-circuits exploitent une propriété connue sous le nom de bifurcation mécanique, qui permet aux blocs connectés de former des configurations plus stables. L’ajout d’unités supplémentaires augmente de manière exponentielle le nombre de configurations potentielles. AlAlawi a déclaré : « La bifurcation nous permet d’élargir considérablement cet espace de reconfigurabilité. »
Les chercheurs ont confronté des défis, notamment l’intégration d’un matériau conducteur suffisamment flexible pour se plier tout en garantissant une efficacité dans le flux électrique. Après avoir perfectionné leur conception, ils ont testé la durabilité des structures reconfigurables en les compressant plus de 10 000 fois, sans dégradation de leur connectivité électrique.
Les bifur-circuits pourraient un jour être utilisés dans des applications telles que des outils de réhabilitation interactifs, des préhenseurs modulaires pour robots souples, ou des abris reconfigurables pouvant réagir à des conditions environnementales changeantes après une catastrophe naturelle. Les chercheurs envisagent d’explorer davantage d’applications et d’ajouter plus d’interactivité aux structures.
Cette recherche a été financée en partie par l’Agence japonaise pour la science et la technologie et le Programme de bourses internationales du prince héritier de Bahreïn.
Source : MIT News.
