L'impression tridimensionnelle offre des avantages uniques, mais fait encore face à de nombreux défis, pour la fabrication de petits, des robots flexibles capables de naviguer à travers le corps humain et d'autres espaces confinés, selon une critique dans le journal Science et technologie des matériaux avancés .

Des chercheurs de l'Université nationale de Jeju en Corée du Sud ont examiné les dernières recherches et développements dans la fabrication de robots souples à l'aide de technologies d'impression 3D. Leur étude conclut que l'impression 3D est bien adaptée pour construire des robots qui ont des formes externes complexes ainsi qu'une structure interne poreuse. Toutefois, le domaine est encore nouveau et des lacunes majeures doivent être comblées afin d'imprimer des robots avec de multiples matériaux qui adhèrent facilement les uns aux autres.

Les robots souples sont fabriqués avec des matériaux hautement conformes tels que des fluides, gels et polymères afin qu'ils puissent imiter les fonctions présentes dans les organismes vivants. Dans les dernières années, il y a eu une tendance significative à l'utilisation de l'impression 3D pour leur fabrication au lieu des approches conventionnelles de moulage et de coulée.

De nombreuses technologies d'impression 3D sont disponibles. Ils convertissent tous les données numériques en objets tridimensionnels en ajoutant des couches successives d'un matériau jusqu'à ce que l'objet soit fabriqué. Les technologies d'impression utilisent différents types de matériaux et d'approches pour les superposer. Par exemple, les chercheurs ont utilisé le « frittage laser sélectif » de métaux en poudre pour développer une main robotique souple à plusieurs doigts qui peut soulever, saisir, tourner et positionner avec précision les objets.

D'autres matériaux utilisés pour imprimer en 3D des robots souples incluent les élastomères diélectriques :des polymères qui changent de taille et de forme lorsqu'ils sont stimulés par un champ électrique; polymères à mémoire de forme, qui changent de forme en réponse à la chaleur; et les hydrogels qui sont affectés par une variété de stimuli, y compris la chaleur, électricité, acidité, magnétisme et lumière.

Les robots mous sont testés à diverses fins à l'intérieur et à l'extérieur du corps humain. Par exemple, une pompe en silicone souple imprimée en 3D pourrait être utilisée comme cœur artificiel. « micro-biobots » souples imprimés en 3D, qui peut voyager à travers les vaisseaux sanguins ou l'intestin, sont en cours de recherche pour le suivi des maladies. Hors du corps, des robots mous sont en cours de développement pour les prothèses, pour surveiller les signes vitaux, et pour les dispositifs d'organes sur puce qui peuvent remplacer les animaux dans les tests de dépistage de drogues.

Mais de nombreux défis restent à relever pour améliorer ces technologies pour une utilisation clinique. Les matériaux rétrécissent parfois pendant le processus de solidification, par exemple. Aussi, L'impression 3D est encore trop lente pour une production de masse.

Le succès commercial de ces technologies, concluent les chercheurs, dépendra du développement de prototypes rapides pouvant conduire à une production en série. Les robots doivent également être bon marché et répondre aux besoins du marché.