Combustion crée un affichage braille pour l’électronique

La combustion crée un affichage braille pour l'électronique

Une collaboration dirigée par Cornell a créé un système qui utilise la combustion pour gonfler des « points » de membrane en silicone, qui pourraient un jour servir d’affichage braille dynamique pour l’électronique. La technologie extensible pourrait également être intégrée dans des robots souples, des outils chirurgicaux et des équipements de réalité virtuelle portables. Crédit : Université Cornell

Imaginez un iPad ou un Kindle pour les aveugles, avec un braille gonflable qui change de forme sous le toucher de l’utilisateur. Une collaboration dirigée par Cornell a créé un élément crucial pour une telle technologie : un réseau haptique d’actionneurs densément emballés qui font apparaître des « points » de membrane en silicone lorsqu’ils sont déclenchés par la combustion.

L’article de l’équipe, « Valveless Microliter Combustion for Densely Packed Arrays of Powerful Soft Actuators », publié le 28 septembre dans Actes de l’Académie nationale des sciences. L’auteur principal est le doctorant Ronald Heisser.

L’un des principaux obstacles à la conception d’un afficheur braille dynamique pour l’électronique est de savoir comment appliquer la force nécessaire pour chaque point. Les tentatives précédentes impliquaient généralement des moteurs, des systèmes hydrauliques ou des pompes captives, qui sont tous encombrants, complexes et coûteux, selon Rob Shepherd, professeur agrégé de génie mécanique et aérospatial au College of Engineering et auteur principal de l’article.

« Avoir quelque chose qui peut changer de forme d’une manière que vous pouvez ressentir, comme de vrais objets, n’existe pas pour le moment. Il y a ce compromis entre avoir de petits actionneurs, et la taille, le poids et le coût. C’est tellement difficile », a déclaré Shepherd. « Tout le monde a essayé des systèmes électromécaniques. Alors nous avons dit, eh bien, et si nous ne le faisions pas du tout et que nous utilisions la combustion. De petits volumes de gaz peuvent créer des sorties puissantes. »

L’équipe Cornell a collaboré avec des chercheurs du Technion-Israel Institute of Technology pour concevoir un système, composé principalement de silicone moulé et de traces de métal liquide microfluidique, dans lequel des électrodes en métal liquide provoquent une étincelle pour enflammer un volume microscopique de méthane et d’oxygène prémélangés. Dans leur conception de réseau, ce carburant s’écoule à travers une série de canaux indépendants, chacun menant à un actionneur de 3 millimètres de large. La combustion rapide force une fine membrane de silicone à chaque site à gonfler de plusieurs millimètres. Un système de verrouillage magnétique donne à ces points leur forme persistante et l’ensemble du système peut être réinitialisé simplement en les appuyant.

Parce qu’il n’y a pas besoin de vannes électromécaniques, les actionneurs peuvent être regroupés de manière plus dense, ce qui donne un système plus petit et potentiellement portable qui parvient toujours à produire de grands déplacements à une force élevée en moins d’une milliseconde. Et comme les actionneurs fluidiques en élastomère refroidissent rapidement et que si peu de carburant est nécessaire, une version commerciale pourrait être utilisée en toute sécurité.

La technologie est également extensible et conformable, et les chercheurs prévoient qu’elle pourrait être incorporée dans une gamme d’applications, telles que des robots souples et des équipements de réalité virtuelle portables qui simulent un toucher artificiel. Les composants biocompatibles pourraient également être utilisés pour des outils chirurgicaux qui manipulent des tissus ou ouvrent des voies de passage bloquées chez des patients médicaux.

Le système actuel se compose de neuf actionneurs fluidiques en élastomère, mais les chercheurs espèrent étendre cela et éventuellement créer un affichage tactile électronique complet.

« Au cours des 30 dernières années ou plus, les gens ont essayé d’emballer les actionneurs dans un réseau très étroitement ensemble », a déclaré Heisser. « Le toucher, d’une certaine manière, est plus intime pour nous que la vue. La technologie a un réel potentiel. Je pense que notre travail montre qu’il y a plus de façons de penser à cela. L’actionnement chimique n’est vraiment pas quelque chose à ignorer. »

Les co-auteurs incluent Elizabeth Fisher, professeur agrégé de génie mécanique et aérospatial; Perrine Pepiot, professeur agrégé de génie mécanique et aérospatial; Sadaf Sobhani, professeur adjoint de génie mécanique et aérospatial ; les doctorants Cameron Aubin et Nicholas Kincaid ; chercheur postdoctoral Hyeon Seok An; et des chercheurs du Technion-Israel Institute of Technology.


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Plus d’information:
Ronald H. Heisser et al, Combustion de microlitres sans soupape pour des ensembles denses d’actionneurs souples puissants, Actes de l’Académie nationale des sciences (2021). DOI : 10.1073/pnas.2106553118

Fourni par l’Université Cornell

Citation: Combustion crée un afficheur braille pour l’électronique (2021, 5 octobre) récupéré le 5 octobre 2021 sur https://techxplore.com/news/2021-10-combustion-braille-electronics.html

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