6 façons de traverser les siècles

Oct 27, 2023

L'origami peut sembler une source d'inspiration improbable pour les scientifiques et les ingénieurs, mais l'art japonais du pliage du papier, vieux de plusieurs siècles, est à l'origine de toutes sortes d'innovations. En effet, la beauté subtile de l'origami découle de principes mathématiques puissants qui fonctionnent aussi bien dans le monde du métal et du plastique que dans celui du papier.

«Nous pouvons nous appuyer sur des idées, des structures et des mécanismes qui existent déjà dans le monde de l'origami», explique Robert Lang, ancien physicien de la NASA et consultant spécialisé dans l'origami. "Mais nous pouvons également utiliser des outils mathématiques décrivant le pliage, ce qui nous permet de concevoir des origami artistiques pour créer de nouvelles structures de pliage résolvant spécifiquement des problèmes technologiques."

Avec l'origami, il est possible de créer de grandes structures qui se replient pour être transportées ou pour se glisser dans des espaces minuscules. Et les motifs de pliage complexes peuvent être utilisés pour créer des systèmes mécaniques complexes dont les mouvements peuvent être contrôlés par un seul moteur.

Voici six nouveaux appareils inspirés de l'origami :

Le roboticien de l'Université Harvard, Robert Wood, a récemment utilisé l'origami pour concevoir une pince permettant de capturer de délicates créatures des grands fonds. Les cinq bras de l'appareil comportent des pentagones et des triangles interconnectés qui se plient pour former un conteneur à 12 côtés utilisé pour piéger les animaux marins au corps mou comme les méduses et les poulpes sans les blesser.

La pince, qui peut être attachée à un sous-marin robotique, plie ses bras à l'aide d'un seul moteur. C'est important car moins de composants signifie qu'il y a moins de choses susceptibles de tomber en panne dans l'environnement océanique profond. «La simplicité est la clé», déclare Wood. "Vous ne voulez pas de mécanismes trop compliqués lorsque vous faites face à un environnement aussi difficile."

Les boucliers pare-balles conventionnels utilisés par la police peuvent peser 90 livres ou plus et protéger une seule personne. Mais une équipe d'ingénieurs de l'Université Brigham Young a utilisé l'origami pour concevoir un bouclier de 55 livres suffisamment large pour protéger plusieurs personnes tout en pouvant être plié dans une forme qui se glisse facilement dans le coffre d'une voiture.

Le motif de pliage spécifique qui a inspiré la conception remonte à près de 100 ans, explique Larry Howell, professeur de génie mécanique à l'université et chef de l'équipe. Mais il a fallu des ajustements pour que le tissu épais pare-balles se plie comme du papier. Les ingénieurs ont cousu des panneaux rigides dans le tissu et les zones souples situées entre les plaques agissent comme des charnières.

L’espace est une priorité dans les vaisseaux spatiaux. Jaakko Karras, ingénieur au Jet Propulsion Laboratory de la NASA, a donc construit un simple rover planétaire à roues à partir de circuits imprimés repliés, qui constituent à la fois la structure du robot et son système de contrôle.

Les roues du rover sont conçues pour se replier fermement lors du vol spatial, puis se remettre en place lorsque le vaisseau spatial atteint sa destination. Si le robot rencontre un espace restreint alors qu'il se déplace sur une planète lointaine, il peut replier ses roues pour se faufiler.

Karras pense que plusieurs des petits rovers très maniables pourraient remplacer, ou être utilisés aux côtés, les rovers plus gros et plus chers sur lesquels la NASA s'est appuyée ces dernières années. "Nous pouvons poursuivre un nouveau paradigme d'un essaim de petits rovers plutôt qu'un seul grand rovers de grande valeur", dit-il.

Karras développe actuellement un logiciel pour contrôler de tels essaims dans l'espoir qu'ils voleront lors de futures missions de la NASA.

Et si vous pouviez avaler un robot capable de se déplacer à l’intérieur de votre corps pour effectuer des interventions chirurgicales simples ? Un tel scénario pourrait être plus proche de la réalité que vous ne l’imaginez, maintenant que des chercheurs du MIT ont créé un robot inspiré de l’origami qui se plie suffisamment petit pour tenir dans une pilule ; une fois à l’intérieur du corps, il est conçu pour se déployer et se frayer un chemin à travers l’intestin avec l’aide d’aimants externes.

Les chercheurs ont testé avec succès la capacité du robot à retirer une batterie d’une maquette réaliste d’estomac. Mais Daniela Rus, la dirigeante du groupe qui a créé le petit robot, a déclaré l'année dernière à Forbes qu'il faudrait peut-être six ans pour effectuer les tests sur les animaux et les humains nécessaires pour perfectionner l'appareil.