Un robot à jambes imprimées en 3D franchit ses premiers pas à l’Université de Tokyo

Le laboratoire JSK de l’Université de Tokyo a dévoilé une version grandeur nature d’un membre inférieur entièrement conçu à partir d’une seule famille de pièces souples imprimées en 3‑D. Le dispositif, présenté dans une vidéo publiée le 4 novembre 2026 par le chercheur Kento Kawaharazuka, montre des jambes capables de réaliser des foulées sous le soutien d’une structure extérieure. Il ne s’agit pas encore d’une marche autonome, mais l’expérience confirme que la combinaison de pièces modulables et de moteurs peut reproduire la coordination de muscles, tendons et ligaments.

Une approche matérielle unique

Le prototype repose sur du polyuréthane thermoplastique (TPU). Au lieu de sélectionner différents matériaux pour chaque fonction, les ingénieurs ajustent la géométrie interne des pièces : densité du treillis, épaisseur des branches et motifs de surface déterminent la rigidité ou la souplesse. Ainsi, la même chaîne de conception produit des éléments qui jouent le rôle de muscles souples, de tendons plus rigides, de ligaments stabilisateurs et de semelles amortissantes. Des câbles entraînés par des moteurs provoquent la contraction des structures imprimées, ce qui contraint les articulations de la hanche, du genou et de la cheville sans recourir à des roulements classiques.

Des performances mécaniques mesurées

Les essais ont montré une amplitude de mouvement respectable : 90 ° de flexion de la hanche, 30 ° d’extension, 30 ° d’abduction, 105 ° de flexion du genou et 15 ° de flexion plantaire de la cheville. Lors de la démonstration, les jambes effectuaient des foulées de 0,4 mètre en 1,6 seconde et de 0,8 mètre en 2,4 seconde. Une structure suspendue au-dessus du robot supportait une partie du poids et limitait la rotation du torse à 20 ° dans chaque direction, ce qui était indispensable pour éviter une perte d’équilibre. En test de résistance, les pièces imprimées ont survécu à 999 cycles de charge sans rupture, bien que leur rigidité évolue légèrement au fil du temps.

Vers des humanoïdes plus souples

Le point fort du projet réside dans la transition d’un assemblage artisanal de composants spécialisés à une méthode paramétrique. En ne changeant que les motifs internes du TPU, les concepteurs peuvent adapter la rigidité ou la souplesse d’une même pièce, ce qui simplifie la production de variantes morphologiques ou le remplacement de pièces usées. Cette flexibilité pourrait réduire le temps de développement et les coûts associés à la fabrication d’humanoïdes destinés à la recherche ou à des applications pratiques.

Prochaines étapes

Les chercheurs reconnaissent que le support externe du poids reste un obstacle majeur. Les travaux futurs se concentreront sur l’intégration de systèmes d’équilibrage autonomes, l’évaluation de la fatigue à long terme et l’ajout de capteurs capables de fournir un retour en temps réel sur la charge musculaire. Si ces défis sont relevés, la combinaison d’impression 3‑D paramétrique et de contrôle motorisé pourrait ouvrir la voie à des robots capables de se déplacer de façon plus fluide et adaptée aux environnements humains.

Le prochain prototype, prévu pour 2027, devrait pouvoir marcher sans support externe, ce qui marquera une étape décisive vers des robots bipèdes plus autonomes.