jeudi, 23 mai 2024

Un métamatériau à changement de forme inspiré des poulpes est une première mondiale

Des chercheurs sud-coréens ont en fait créé un étonnant tout premier matériau multifonctionnel codable, qui peut être transformé en diverses formes et propriétés mécaniques en temps réel. L’inspiration pour ce nouveau métamatériau est venue d’un endroit improbable : les poulpes.

Selon les chercheurs, ce produit dépasse les limites des matériaux existants et ouvre de toutes nouvelles possibilités dans de nombreux domaines qui nécessitent une adaptabilité rapide, notamment au sein de la robotique.

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Surmonter les dures limites des créateurs de logiciels

Par rapport aux exemples biologiques, les dispositifs logiciels ont tendance à prendre du retard en termes de capacité à s’adapter à un environnement en constante évolution. En effet, il existe des restrictions considérables concernant leur accordabilité en temps réel, ainsi que des restrictions sur la série de leurs propriétés et performances reprogrammables. Autrement dit, auparavant.

Le tout nouveau matériau programmable numériquement possède plusieurs capacités mécaniques remarquables, notamment le changement de forme et la mémoire, les réactions contrainte-déformation et le coefficient de Poisson (qui démontre comment la section efficace de un corps déformable se modifie sous une extension longitudinale) sous une charge de compression.

De plus, le nouveau produit présente des fonctionnalités orientées application, telles que l’absorption d’énergie et l’expédition de pression réglables et réutilisables.

Ces progrès pourraient introduire une toute nouvelle ère de développement pour une robotique douce totalement adaptative et des créateurs interactifs intelligents.

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« Nous avons présenté un système composite métamatériau qui permet des modifications graduelles et réversibles dans différents détails mécaniques en assimilant les informations de motif numérique codées en états de rigidité discrets des pixels mécaniques », écrit l’équipe dans son article.

Pour le développer, le groupe dirigé par le professeur Jiyun Kim du Département de science et d’ingénierie des matériaux de l’UNIST, en Corée du Sud, a présenté une nouvelle approche utilisant des modèles visuels de rigidité, qui permettent une reconfigurabilité abondante de la forme d’un matériau. Cela leur permet de changer indépendamment entre ce qu’ils appellent les « états d’étanchéité binaires numériques » (essentiellement des états souples ou rigides) des systèmes constitutifs du produit au sein d’une « auxétique facile » (une structure ou un produit qui a un coefficient de Poisson défavorable) qui inclus des vides elliptiques.

Le matériau, dont les auteurs discutent dans leur article, réalise « un accordage in situ et graduel dans différentes qualités mécaniques. »

« Nous avons établi un métamatériau qui peut exécuter obtenez les attributs souhaités en quelques minutes, sans avoir besoin de matériel supplémentaire », a déclaré Jun Kyu Choe, premier auteur de l’étude de recherche et stagiaire du programme combiné MS/PhD de science et d’ingénierie des matériaux à l’UNIST, dans un communiqué.

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« Cela ouvre de nouvelles possibilités pour les matériaux adaptatifs sophistiqués et le développement futur des robots adaptatifs. »

Modification du motif des pixels déclenchés dans les effets de matériau comment il réagit lors d’une expérience de chute de balle.
Crédit image : UNIST (recadré)

En saisissant des commandes numériques particulières, le matériau peut faire fonctionner des commutateurs LED adjacents, qui permettre un contrôle exact des chemins de transmission de force.

Le métamatériau est également compatible avec une variété de gadgets et de gadgets existants, ainsi qu’avec des innovations en matière d’intelligence artificielle, consistant en un apprentissage en profondeur.

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« Ce métamatériau, efficace pour transformer des informations numériques en informations physiques en temps réel, ouvrira la voie à de tout nouveaux produits innovants capables d’apprendre et s’adapter à leur environnement », a ajouté le professeur Kim.

L’étude est publiée dans Advanced Products.

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