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13 technos qui pourraient tout changer

Image 1 : 13 technos qui pourraient tout changer

La fenêtre intelligente pour tous ?

Une équipe d’ingénieurs de l’Université de Standford a publié au cours du mois d’aout une étude décrivant une nouvelle technologie de fenêtres « intelligentes » dont le verre peut s’assombrir en moins d’une minute, puis revenir à son état initial dans le même laps de temps. Cette nouvelle technologie utilise un gel polymère contenant des ions métalliques appliqués sur une électrode transparente et aurait un coût de fabrication très inférieur aux verres électrochromiques qui existent déjà. L’utilisation de ce type de verre pourrait donc se généraliser, et se démocratiser, dans des secteurs tels que celui de la construction, en permettant de réduire jusqu’à 20 % les coûts de chauffage et de climatisation des immeubles équipés. Ils pourraient également être plus généralement employés dans les secteurs de l’aviation ou de l’automobile (toits ouvrants, pare-brise, etc.).   

Image 2 : 13 technos qui pourraient tout changer

Lâchez les drones !

Des chercheurs de l’US Naval Research Laboratoty ont développé un nouveau type de microdrone qui pourrait permettre à terme (outre bien entendu des applications militaires) de collecter des données au cœur même des ouragans. Baptisés CICADA pour Close-in Covert Autonomous Disposable Aircraft, et en référence à la cigale, ce petit drone autonome (35 grammes environ) n’est en fait qu’un circuit imprimé volant, très silencieux, équipé de GPS et peu coûteux à produire. L’US Naval Reseach Laboratory teste actuellement un système de largage (à partir de ballons ou d’avions) permettant d’en « semer » un peu plus d’une trentaine simultanément à partir de tubes-container largués en haute altitude (voir vidéo).

Image 3 : 13 technos qui pourraient tout changer

Un téléphone portable sans batterie

Dirigeons-nous maintenant vers l’Université de Washington ou une équipe de chercheurs a développé un prototype de téléphone portable qui consomme si peu d’énergie qu’il n’a pas besoin de batterie… Il n’utilise que quelques microwatts pour émettre et recevoir des appels là ou un smartphone classique en demande environ une centaine. Il fonctionne grâce à la combinaison d’une minuscule photodiode qui se nourrit de la lumière ambiante et d’une technologie de « rétrodiffusion analogique » qui permet d’absorber ou de refléter le signal en nécessitant moins de puissance que s’il fallait le générer. 

Image 4 : 13 technos qui pourraient tout changer

Electric avenue

Les trottoirs de nos villes pourraient-ils un jour générer suffisamment d’énergie pour alimenter les lampadaires, recharger nos smartphones, purifier l’air ambiant, diffuser des chants d’oiseaux… ? C’est en tout cas un projet futuriste développé par la société Pavegen et soutenu par la ville de Londres où ont été installés, le 29 juin dernier sur Brid Street (voir vidéo), des trottoirs composés de dalles de sol qui captent l’énergie produite par le passage des piétons.

Image 5 : 13 technos qui pourraient tout changer

Le robot souple qui s’assemble façon Lego

Jamie Paik et Matthew A. Robertson de l’EPFL (École Polytechnique Fédérale de Lausanne) ont publié fin aout un article décrivant un actionneur pneumatique sous vide qui peut être associé à d’autres éléments de même type à la manière d’une construction Lego afin de développer des robots souples relativement complexes et reconfigurables. Là où d’autres robots utilisent une pression d’air positive, ceux-ci créent un vide d’air pour actionner des « muscles » dotés de plusieurs degrés de liberté (DoFs) et de diverses fonctions (voir vidéo).

Image 6 : 13 technos qui pourraient tout changer

Un champ magnétique pour contrôler des souris

Une équipe de physiciens et de biophysiciens de l’Université de Buffalo est parvenue à faire fonctionner et à figer des cellules cérébrales de souris à l’aide de champs magnétiques. Habituellement, les scientifiques utilisent pour contrôler le mouvement et les pensées des électrodes ou des circuits cérébraux génétiquement modifiés pouvant s’allumer avec un faisceau laser. Mais ces méthodes impliquent, soit l’implantation d’électrodes dans le cerveau, soit le câblage physique ce celui-ci. Procédures qui blessent les animaux (et c’est un euphémisme) et qui les maintiennent reliés à un câble pendant toute la durée des expériences. La stimulation magnétique transcrânienne, quant à elle, bien qu’approuvée par la FDA pour traiter les dépressions qui ne répondent pas aux médicaments, agit sur une vaste zone du cerveau et n’est pas ciblée sur des réseaux spécifiques. Les scientifiques ne comprenant d’ailleurs pas toujours pourquoi cela fonctionne…

Dans l’étude actuelle, les chercheurs ont utilisé des champs magnétiques pour transformer des cellules cérébrales individuelles. Ils ont injecté de minuscules nanoparticules magnétiques qui ont traduit des champs magnétiques oscillants en énergie thermique. Ces nanoparticules se sont alors verrouillées sur la surface des cellules du cerveau. Lorsque les cellules se réchauffent, des canaux sensibles à la température sur les neurones s’ouvrent, inondent les canaux avec des ions positifs (particules chargées) et provoquent le déclenchement des neurones. À l’aide de cette technique, l’équipe a manipulé les mouvements spécifiques des souris, les faisant tourner, courir et même se figer ou perdre le contrôle de leurs extrémités. L’objectif principal est de développer des outils qui pourraient aider les scientifiques à étudier les cerveaux des animaux de laboratoire pour voir comment leurs émotions et leurs comportements sont codés et cerner les circuits spécifiques utilisés pour certains comportements afin, in fine, de cerner avec une plus grande précision les zones cérébrales impliquées par ces mêmes comportements chez les humains.

Image 7 : 13 technos qui pourraient tout changer

Faire de l’exercice avec une pilule

Et s’il était possible de profiter de tous les avantages que procure l’exercice physique sans bouger un seul muscle ? Une nouvelle étude provenant d’Angleterre réalisée par David Beech, spécialiste en sciences cardiovasculaires à l’Université de Leeds, permet de mieux comprendre la façon dont le corps détecte les moments où il fait de l’exercice et s’y adapte. Pendant l’exercice, la fréquence cardiaque augmente, pompant plus de sang dans l’ensemble du corps. Mais cette augmentation du flux sanguin n’atteint pas toutes les parties du corps. L’afflux de sang se dirige principalement vers les muscles et le cerveau, et beaucoup moins vers les organes internes tels que l’estomac et les intestins.

Ce qui restait jusqu’à présent mystérieux, c’est la façon dont le corps est capable de détourner le sang d’une partie du corps à une autre pendant l’exercice. Dans cette nouvelle étude, l’équipe de chercheurs a identifié une protéine chez la souris qui semble exactement faire cela : détecter quand l’exercice commence afin de détourner le flux sanguin en conséquence. La protéine, appelée Piezo1, agit comme un « capteur d’exercice ». Elle se situe dans les cellules qui bordent les parties internes des vaisseaux sanguins près de l’estomac et des intestins. Pendant l’exercice, le sang coule plus vite et Piezo1 peut détecter cette variation de vitesse. La protéine contraint alors les vaisseaux sanguins situés près des organes digestifs afin que moins de sang ne s’écoule vers ces parties du corps, dirigeant le surplus vers les muscles et le cerveau.

Publiée le 24 aout dernier dans la revue Nature Communications, cette étude compare le flux sanguin de souris normales avec le flux sanguin de souris exempt de protéine Piezo1. Pendant l’activité physique (dans ce cas, courir sur une roue), les vaisseaux sanguins près des organes digestifs ne se contraignaient pas chez les souris sans protéines. Les souris « normales » effectuant plus d’exercice que les souris sans protéines.

L’étude a été réalisée chez des souris et de nombreuses recherches seront encore nécessaires pour explorer et mesurer les effets chez l’homme.

Image 8 : 13 technos qui pourraient tout changer

Un trackpad sur le bout des ongles

NailO n’est encore qu’un prototype développé depuis plusieurs années par une équipe du MIT mais il pourrait à terme être commercialisé auprès du grand public. C’est du moins ce qu’espère l’équipe à l’origine du projet. Ce petit périphérique n’est ni plus ni moins qu’un trackpad miniature qui se fixe sur l’ongle du pouce afin d’être piloté avec l’index dans le but de contrôler divers appareils fixes ou mobiles. (voir vidéo). 

Image 9 : 13 technos qui pourraient tout changer

Robot + Origami = ROBOGAMI


Les chercheurs du Laboratoire d’informatique et d’intelligence artificielle (CSAIL) du MIT ont publié cet été un article où ils présentent un système baptisé « Robogami Interactif » permettant de concevoir des robots très rapidement (quelques minutes), de les imprimer en 3D et de les assembler en quatre heures environ (voir vidéo). Le système a pour principale caractéristique de déterminer à la fois le mouvement et la forme du robot alors que ces deux aspects sont distincts dans les systèmes de conception habituels. Selon Adriana Schulz, étudiante de doctorat et co-réalisatrice du projet, « la conception de robots nécessite généralement une expertise que seuls les ingénieurs mécaniciens et les roboticiens possèdent.Ce qui est nouveau ici, c’est que nous avons créé un outil qui permet à un utilisateur lambda de concevoir son propre robot ».

Image 10 : 13 technos qui pourraient tout changer

Une « peau » artificielle pour les robots


Des composants électroniques et des capteurs en caoutchouc qui fonctionnent encore après avoir été étirés jusqu’à 50% de leur longueur pourraient conduire à réaliser une peau artificielle pour les robots, selon une étude de Cunjiang Yu, professeur adjoint de génie mécanique à l’Université de Houston. Comme la peau humaine, le matériau est capable de détecter la tension, la pression et la température, selon les chercheurs. Au-delà de la robotique, il pourrait également avoir une large gamme d’applications, des implants biomédicaux à l’électronique portative, en passant par des vêtements connectés ou des gants chirurgicaux « intelligents ». Ce semi-conducteur caoutchouteux est à la base sous forme liquide et peut donc être moulé, étendu sur de grandes surfaces, ou même utilisé comme encre et imprimé en 3D pour fabriquer une grande variété d’objets différents. L’électronique et les robots sont généralement limités par les matériaux semi-conducteurs rigides qui composent leurs circuits et n’ont donc pas la capacité de s’étirer. Cunjiang Yu et ses collègues ont utilisé la peau électronique pour détecter avec précision la température d’une eau chaude et froide dans une tasse ou bien traduire en signaux informatiques des gestes réalisés par la main en langage des signes. Ce matériau étirable est fabriqué en mélangeant de minuscules nanofibres semi-conductrices (1000 fois plus minces que les cheveux humains) dans une solution de polymère organique à base de silicium appelé polydiméthylsiloxane. Lorsqu’elle est séchée à 60 degrés, la solution durcie pour devenir un matériau étirable où sont intégrés des millions de minuscules nanofils conducteurs d’électricité. Les chercheurs ont ensuite appliqué des bandes de cette matière aux doigts d’une main robotisée.
 

Image 11 : 13 technos qui pourraient tout changer

Un vaisseau pour capturer et détruire les déchets spatiaux

Le projet Brane Craft, financé par la NASA et développé par Aerospace Corporation a tout simplement pour but de mettre au point un dispositif permettant de « s’enrouler » autour des débris et déchets spatiaux en orbite autour de la Terre et les faire descendre dans l’atmosphère afin qu’ils brulent et ne menacent plus les satellites également en orbite. Le projet, qui vient récemment de bénéficier d’un deuxième cycle de financement du programme Innovative Advanced Concepts de la NASA, doit faire face à de nombreux défis. Ce voile souple de moins de la moitié de l’épaisseur d’un cheveu doit « … être à l’épreuve des balles, car une particule de 5 microns pourrait percer la feuille de structure principale, qui n’a que 10 microns d’épaisseur », a déclaré Siegfried Janson, chercheur chez Aerospace Corporation. Si une cellule solaire est endommagée par une micrométéorite, seule cette cellule sera touchée. Il en va de même pour le microprocesseur, l’électronique numérique et le réservoir du propulseur, divisé en plusieurs segments et pris en sandwich entre deux feuilles minces, qui devront rester opérationnels même s’ils sont endommagés par une micrométéorite. 
 

Image 12 : 13 technos qui pourraient tout changer

Un Holodeck pour animaux de laboratoire

Une équipe de chercheurs européens a construit un environnement de réalité virtuelle permettant de générer des illusions naturelles suffisamment convaincantes afin d’y étudier des animaux (souris, poissons, mouches…) qui y évoluent « librement ». Hélas pour les animaux, ce système VR n’est pas conçu pour leurs loisirs, mais plutôt pour examiner leurs perceptions et leur comportement. Baptisé FreemoVR, le système est assez basique. Il se compose d’un espace cylindrique dans lequel le plancher et la paroi sont fabriqués à partir d’écrans flexibles. Les animaux placés dans l’environnement sont surveillés par des caméras et des capteurs qui suivent leur mouvement et leur déplacement et leurs comportements autour de l’espace 3D.

Image 13 : 13 technos qui pourraient tout changer

Des satellites poids plume lancés en orbite

Breakthrough Starshot est un projet visant à atteindre, d’ici le milieu du 21e siècle, l’exoplanète Proxima b à l’aide d’une sonde interstellaire miniature. Le 23 juin dernier, Breakthrough Starshot a envoyé six mini satellites baptisés « Sprite » en orbite terrestre basse. Ils pèsent chacun environ 4 grammes et sont constitués d’un circuit imprimé de seulement 3,5 centimètres de côté embarquant panneaux solaires, ordinateur, capteurs et équipement de communication sur une surface qui dépasse à peine celle d’un timbre-poste. Les Sprites ne coutent pas cher à produire et pourraient être déployés puis mis en réseau par centaines ou milliers afin de créer des panneaux de capteurs spatiaux d’une largeur sans précédent.