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Le bras de poulpe inspire le futur outil chirurgical

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Un bras robotique qui peut se plier, s'étendre et serrer par les environnements encombrés a été créé par un groupe de chercheurs d'Italie.

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Inspiré par les huit bras du poulpe, le dispositif a été spécifiquement conçu pour que des opérations chirurgicales permettent à des chirurgiens d'accéder facilement à des régions à distance et confinées du corps et, une fois là, manoeuvre les organes mous sans les endommager.

On le croit que le dispositif pourrait réduire le nombre d'instruments, et ainsi des incisions d'entrée, nécessaires dans des opérations chirurgicales, avec une partie du bras étant employé pour manoeuvrer des organes tandis qu'une autre pièce du bras fonctionne. Le dispositif, présenté en journal Bioinspiration et Biomimetics d'IOP Publishing, tient un avantage principal par rapport aux outils chirurgicaux traditionnels dus à sa capacité de transformer rapidement d'un instrument se pliant et flexible en instrument raide et rigide.

Il a été inspiré par les huit bras fortement flexibles du poulpe qui n'ont l'appui squelettique pas rigide et peuvent facilement s'adapter ainsi à l'environnement environnant en tordant, en changeant leur longueur ou en se pliant dans n'importe quelle direction à un point quelconque le long du bras. Le poulpe peut, cependant, variez la rigidité de ses bras, transformant temporairement les membres flexibles en segments figés pour permettre au poulpe de se déplacer et agir l'un sur l'autre avec des objets.

Pour réaliser le même effet dans le bras robotique, les chercheurs, du Sant'Anna School des études supérieures en Italie, ont construit un dispositif qui a été fait à partir de deux modules identiques de interconnexion. Chaque module pourrait être fait pour se déplacer par l'inflation de trois chambres cylindrique qui étaient équidistantes à l'intérieur du module. En alternant et en combinant l'inflation des trois chambres, le module a pu être fait pour se plier et s'étirer dans diverses directions.

La rigidité des deux modules pourrait également être commandée en exploitant “un phénomène bloquant granulaire” dans ce qu'une membrane flexible à l'intérieur du module est remplie de milieu granulaire. Quand un vide est appliqué à la membrane, ses augmentations de densité et la membrane entière devient rigide.

L'auteur important du Dr. Tommaso Ranzani d'étude a dit : “Le corps humain représente un environnement fortement provocant et non-structuré, où les capacités du poulpe peuvent fournir plusieurs avantages en ce qui concerne les outils chirurgicaux traditionnels. “Généralement, le poulpe n'a aucune structure rigide et peut adapter ainsi la forme de son corps à son environnement. Tirant profit du manque d'appui squelettique rigide, les huit fortement flexibles et les longs bras peuvent tordre, changer leur longueur, ou courbure dans n'importe quelle direction à un point quelconque le long du bras.”

Dans leur étude, les chercheurs ont réalisé un certain nombre d'essais de caractérisation sur le dispositif robotique, prouvant qu'il pourrait se plier aux angles de jusqu'à 255° et au bout droit à jusqu'à 62 pour cent de sa longueur initiale. Le mécanisme de raidissement pouvait fournir des augmentations de rigidité de 60 pour cent jusqu'à 200 pour cent.

La capacité du bras robotique de manoeuvrer des organes tandis que des tâches chirurgicales sont effectuées a été avec succès démontrée dans les scénarios simulés où des organes ont été représentés par les ballons remplis d'eau. “Les tâches chirurgicales traditionnelles exigent souvent l'utilisation des instruments spécialisés multiples tels que des graspers, rétracteurs, systèmes de vision et les disséqueurs, pour suivre une procédure simple,” Dr. Ranzani ont continué. “Nous croyons que notre dispositif est la première étape à créer un instrument qui peut effectuer toutes ces tâches, aussi bien qu'atteignons des contrées lointaines du corps et soutenir sans risque des organes autour du site de cible.”