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1998 - Fluidhand 1

La première main souple est composée de fines couches de film assemblées en sandwich pour former des entraînements plus complexe. Cinq doigts, consistant respectivement en 6 pellicules soudées de manière fonctionnelle par paires, les deux couches de film du milieu constituent une structure de squelette remplie de résine époxy. Chacune des deux couches de film extérieures respectives constituent un muscle liquide. Pour cela, deux films fins sont respectivement soudés ensemble de manière à former des chambres alignées et reliées ensemble. Lors du gonflage de cette structure avec un gaz ou un fluide, cette chambre similaire à un muscle naturel se rétracte d’env. 20 % de sa longueur, le doigt s’enroule en forme d'arc.

 

Après un semestre de pratique et sa thèse au Centre de recherche de Karlsruhe (aujourd’hui KIT), Stefan Schulz a achevé des études d'électrotechnique et de technologie des systèmes d'appareils à l’Université de Rostock en qualité d'ingénieur diplômé et a commencé à travailler comme collaborateur scientifique au Centre de recherche. En tant qu’étudiant de l’Université de Rostock, S. Schulz s’était déjà penché sur le développement d’entraînements miniatures alternatifs et avait breveté un processus de fabrication d’entraînements planaires par fluide à base de films. Au centre de recherche, il poursuivit le développement de cette technologie. Des applications ont été ciblées dans l’environnement des thèmes de recherche en technologie médicale, notamment dans le domaine de la robotique fluidique, ladite robotique douce. Les travaux avaient pour objectif de développer de nouveaux entraînements pour des instruments de chirurgie mini-invasive. Les premières applications de la nouvelle technologie développées par S. Schulz ont été des cathéters miniatures sur la base d’actionneurs fluidiques flexibles, des systèmes de guidage d’endoscope pour la chirurgie mini-invasive et des systèmes de coloscopie destinés au diagnostic. Fluidhand 1 a vu le jour comme « sous-produit » lors du développement d'un système de guidage de caméra pour la laparoscopie. Les mêmes muscles artificiels permettant à une caméra de laparoscope de bouger fonctionnent aussi dans la Fluidhand 1. Pour ce faire, deux couches de film sont soudées ensemble sous forme de losange de manière à constituer une chambre. Lorsque cette chambre est pressurisée, les couches de film souples, mais résistants à l’étirement prennent la forme d’un arc, ce qui entraîne un raccourcissement de la structure qui était plate auparavant. Les muscles artificiels formés ainsi fonctionnement sur la Fluidhand 1 comme agoniste et antagoniste et permettent de plier et d’étirer, ainsi que de raidir le doigt et le pouce artificiels. Un doigt individuel peut décrire un arc de 180 degrés, mais la force des muscles artificiels conditionnée par le matériau est très faible et ne convient pas pour soutenir des objets dont le poids dépasse env. 100 g.

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