Des chercheurs développent l’impression 3D d’objets intelligents

Bon marché et facilement personnalisable, les dispositifs imprimés en 3D sont parfaits pour la technologie d'assistance, comme les prothèses ou les piluliers intelligents qui peuvent aider les patients à se rappeler de prendre leurs médicaments quotidiens. Mais ces pièces en plastique n'ont pas d'électronique, ce qui signifie qu'elles ne peuvent pas surveiller la façon dont les patients les utilisent.

Des ingénieurs de l'Université de Washington ont développé des dispositifs imprimés 3D qui peuvent suivre et stocker les données relatives à l’usage que l’on en fait sans utiliser des piles ou d'électronique. Elles utilisent une méthode appelée rétrodiffusion, à travers laquelle un dispositif peut partager des informations en réfléchissant les signaux qui lui ont été transmis avec une antenne.

L'équipe de l'UW a présenté ses conclusions le 15 octobre dernier au Symposium ACM de Berlin.

Auparavant, l'équipe avait développé les premiers objets imprimés en 3D qui se connectent au Wi-Fi sans électronique.  « L'utilisation du plastique pour ces applications signifie que vous n'avez pas à vous soucier des piles ou de maintenir votre appareil loin de l’eau. Cela peut transformer la façon dont nous pensons l'informatique », commente l’un des chercheurs impliqués. « Mais si nous voulons vraiment transformer des objets imprimés 3D en objets intelligents, nous avons besoin de mécanismes pour surveiller et stocker des données. »  

Ils ont donc adjoint deux antennes à leur dispositif qui enregistrent les mouvements et les transmettent.

Cette même méthode peut être employée pour surveiller l’usage des prothèses fait par les personnes qui les portent. Ainsi, l'équipe a doté une prothèse de bras imprimée en 3D d’un prototype de capteur bidirectionnel qui surveille l'ouverture et la fermeture de la main en déterminant l'angle du poignet.

Les chercheurs ont également voulu créer un objet imprimé 3D qui pourrait stocker ses informations d'utilisation même sans connexion Wi-Fi. Pour cette application, ils ont choisi un stylo à insuline qui pourrait surveiller son utilisation, puis signaler quand sa réserve d’insuline est à un niveau bas.  « Nous avons donc besoin d'un mécanisme qui stocke combien de fois vous l'avez utilisé. Une fois que vous êtes de retour chez vous, vous pouvez télécharger les données stockées dans le cloud. »

 

Cette méthode nécessite un mouvement mécanique, comme la pression d'un bouton, et stocke cette information en enroulant un ressort à l'intérieur d'un cliquet qui ne peut se déplacer que dans une direction. Chaque fois que quelqu'un pousse le bouton, le ressort se resserre. Il ne peut pas se détendre jusqu'à ce que l'utilisateur libère le cliquet. Puis, comme le ressort se déroule, il déplace un engrenage qui déclenche un interrupteur pour contacter une antenne. Chaque contact est compté pour déterminer combien de fois l'utilisateur a appuyé sur le bouton.

Ces appareils ne sont que des prototypes pour montrer qu'il est possible pour les matériaux imprimés en 3D de détecter les mouvements bidirectionnels et de stocker les données. Le prochain défi sera de réduire la taille de ces prototypes afin qu'ils puissent être intégrés dans des piluliers, prothèses ou stylos à insuline réels.

Date : 29/10/2018