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Martin LessardC’est comme imprimer de la lumière!

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 publié le 17 décembre 2014 à 13 h 33

La technologie des imprimantes 3D a continué à avancer à un rythme fou en 2014.

Voici les plus récentes innovations :

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  • Elle existe même en 4D, c’est-à-dire qu’elle est capable de fabriquer des objets qui se replient ou se déplient d’eux-mêmes pour créer une nouvelle forme. Une imprimante 3D qui imprime une forme A qui prendra une forme B dans le temps (la quatrième dimension) est appelée 4D.

4D Printing: MIT Self-Folding Strand from Skylar Tibbits on Vimeo.

Une imprimante 3D pour des ampoules DEL

Voici mon coup de coeur 2014 dans les technologies d’imprimerie 3D.

L’écrivain Arthur C. Clarke  disait que les technologies suffisamment avancées ressemblent à de la magie. Ça et imprimer de la lumière, c’est la même chose!

Une lumière DEL, c’est comme un sandwich d’émetteur d’électrons qui génèrent la lumière à une fréquence (couleur) précise.

Des chercheurs ont trouvé récemment comment déposer des couches de matières qui reproduisent les mêmes caractéristiques qu’une ampoule DEL.

Les imprimantes 3D sont maintenant capables de reproduire des circuits électroniques complexes comme des DEL en utilisant la technique des « points quantiques » (quantum dots), des cristaux de certaines substances qui, à l’échelle nanométrique, émettent des photons de lumière à une fréquence précise.

Dans le cadre de l’expérience, l’imprimante 3D a placé cette ampoule DEL imprimée dans une lentille cornéenne (détails ici).

Source: nanowerk

Source : nanowerk

Dans une des versions, les pixels DEL quasiment transparents émettent de la lumière vers l’oeil pour recréer une image.

Le problème, évidemment, concerne cette émission de lumière, très gourmande en énergie. Il est nécessaire d’avoir une antenne à même la lentille. Cette antenne capterait une source d’énergie à proximité pour alimenter l’ampoule DEL.

L’autre version consomme moins d’énergie. C’est la version passive où le pixel utilise la lumière ambiante pour s’éclairer et générer une image ou un message.

Les pixels DEL peuvent aussi être utilisés comme contrôleurs pour ce qu’on appelle l’informatique portable et transmettre des informations aux autres objets connectés que l’on porte sur soi.

Les chercheurs ne cachent pas que cette lentille avec des DEL imprimées en 3D n’est qu’un prototype qui, s’il frappe l’imagination, est loin d’offrir les promesses que l’on retrouve dans les films de science-fiction.

La preuve de concept ici réside surtout dans le fait qu’on a pu amalgamer différents matériaux dans l’objet imprimé en 3D et que cet objet est véritablement un appareil électronique fonctionnel.

On peut imaginer, à long terme, la création d’imprimantes 3D qui impriment les pièces défectueuses dans nos gadgets, ce qui devrait peut-être en prolonger la vie et, donc, diminuer le gaspillage.

Alpine Research Group

Alpine Research Group

Le prototype d’imprimante 3D pour DEL coûte 20 000 $. Sachant que dans ce domaine les prix baissent très rapidement, il sera possible que tout un marché s’ouvre de ce côté dans un horizon prévisible.

On n’a encore rien vu!

J’ai eu la chance il y a deux semaines de visiter le premier atelier de fabrication numérique en milieu scolaire au pays.

Plus connus sous le nom de Fab Labs, ces centres permettent de créer des objets avec des outils comme des imprimantes 3D.

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L’École Secondaire Paul-Gérin-Lajoie d’Outremont, de la Commission scolaire Marguerite-Bourgeoys, en collaboration avec la CRÉ de Montréal, est la première école du Canada a offrir à ses élèves l’accès à ces outils dans un cadre scolaire.

Les élèves du programme de douance en première secondaire ont été les premiers à accéder à une panoplie d’outils qui font rêver.

Il y a les imprimantes 3D comme le MarketBot Replicator, le MarketBot mini, le Ultimaker 2, et le MarkerBot Digitizer (qui scanne les petits objets en 3D).

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Il y a aussi une une machine à découper le vinyle, une découpeuse laser, un fraiseur numérique (un outil rotatif sur trois axes permettant de sculpter un bloc de matériau) et une imprimante sur sphère (la machine contrôle un tour rotatif et un crayon-feutre qui trace des lignes et des points sur un objet sphérique).

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Et il y a aussi un moulin à broder numérique (qui interprète un dessin 2D pour le broder sur un chandail, une casquette, un écusson) et des LittleBits (comme des Lego, mais pour faire des circuits électroniques).

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À l’aide de ces outils, les élèves ont créé des accessoires en plastique, comme des figurines, des bracelets ou des formes géométriques variées.

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Façonner la matière

Bien sûr, la vedette d’un atelier de fabrication numérique reste l’imprimante 3D. La simplicité d’utilisation de cette machine permet plus de laisser l’élève agir seul, de se tromper et de recommencer au besoin.

« Le Fab Lab incite l’élève à mobiliser ses connaissances, suscite et fait durer son intérêt pour les sciences et technologies en favorisant l’apprentissage par la pratique, l’utilisation des TIC et le travail collaboratif. » (source)

De nombreux cours peuvent exploiter une imprimante 3D en classe : mathématiques, sciences, architecture, travaux manuels, arts visuels…

Que ces technologies fassent leur entrée dès le secondaire est une occasion inouïe pour des jeunes de s’initier très tôt à l’ingénierie, au design et à l’architecture.

Tous ne deviendront pas ingénieurs ou designers d’objets, mais cette réalité n’est plus seulement accessible à un stade avancé de leurs études.

Dans le monde, il doit bien exister 400 ateliers de fabrication numérique (voir la carte du MIT à l’origine de ce mouvement).

L’atelier de fabrication numérique de la Commission scolaire Marguerite-Bourgeoys est conçu sous une forme mobile. Il était, en fait, installé temporairement à l’École Paul-Gérin-Lajoie jusqu’à tout récemment. Il est maintenant à l’École secondaire Cavalier-De LaSalle.

La commission scolaire aura l’appui de L’île du savoir de la CRÉ de Montréal pour tester la forme de mobilité la plus adaptée, l’intérêt  des élèves et les types d’interactions possibles avec les parents et la communauté.

Plus d’information ici sur l’atelier de fabrication numérique de cette commission scolaire.

Sur Triplex, lire l’installation du premier Fab lab au Québec en 2011.

Catherine MathysMes 5 fabuleuses minutes avec Patrick Watson

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 publié le 17 octobre 2014 à 15 h 26

Il y a de ces expériences qui vous marquent. Après les avoir vécues, vous avez un peu l’impression d’avoir entrevu une partie de l’avenir. C’est ce qui m’est arrivé après avoir essayé le Samsung Gear VR avec le film Strangers with Patrick Watson, réalisé sur mesure pour l’appareil par Félix & Paul studios. Félix Lajeunesse, à l’occasion du Festival du nouveau cinéma, est venu parler des prouesses de la réalité virtuelle filmée en 3D à 360 degrés dans un après-midi de mini-conférences consacrées aux technologies et aux nouvelles écritures.

Samsung Gear VR : un appareil prometteur

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J’étais curieuse de voir le film, bien sûr, mais aussi de faire l’essai des lunettes Samsung Gear VR. Comme il est léger et facile à porter, on oublie vite l’appareil qu’on porte pour se transporter dans un autre lieu, dans une salle de répétition avec Patrick Watson, en l’occurrence. Dans un récent billet, mon collègue Maxime Johnson nous dévoilait les atouts du nouveau Samsung Gear VR.

« Le nouveau casque de Samsung est un appareil assez simple, où le logiciel nécessaire, l’écran et la plupart des autres composantes se retrouvent dans un téléphone intelligent, le Galaxy Note 4, et non dans le casque en tant que tel.

Le casque comporte quand même quelques éléments d’électronique, comme un capteur de mouvements supplémentaire et un pavé tactile sur la tempe de l’utilisateur, mais il s’agit principalement d’un boîtier de plastique simple, avec deux lentilles, qui permettent à l’utilisateur de voir l’écran du Galaxy Note comme s’il s’agissait d’un téléviseur de 175 pouces placé à 2 mètres devant lui. »

On se trouve effectivement entièrement captif de l’écran qu’on a devant les yeux. Si l’image est un peu floue, l’effet est tout de même saisissant au point ou on se sent entièrement intégré à elle plutôt que d’en être un simple spectateur.

La philosophie de Félix & Paul studios

Paul Raphaël et Félix Lajeunesse

Paul Raphaël et Félix Lajeunesse

Félix Lajeunesse, l’un des cofondateurs de Félix & Paul studios, a raconté au micro du FNC Pro, qu’il cherchait depuis longtemps à briser les conventions du cadre auquel on est habitué au cinéma. Il voulait atteindre le même niveau d’émotion que pouvait offrir le visionnement d’un film, mais sans nécessairement raconter une histoire ou passer par le jeu d’un acteur. Pour lui, l’un et l’autre sont des détours qu’il ne souhaitait pas emprunter. Il préférait trouver une manière d’atteindre directement les émotions du spectateur sans passer par un personnage.

Il a donc préféré créer une technologie 3D stéréoscopique qui lui permettait de s’attarder à du contenu contemplatif. C’est ainsi qu’il est allé tourner, par exemple, une ruelle de Shanghai où on pouvait simplement assister au passage du temps. Par la suite, la rencontre avec l’équipe d’Oculus a été déterminante. Le duo de Félix Lajeunesse et de Paul Raphaël a voulu mettre la caméra à la hauteur des yeux, comme si le spectateur regardait l’action directement, comme si la médiation du jeu de l’acteur ou du cadre de l’écran n’existait plus. L’expérience de Strangers with Patrick Watson est un exemple de ce qu’il est possible de faire sans trame narrative, ni décor, ni scénario. Le simple fait de se sentir présent suffit.

Strangers with Patrick Watson

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La liste d’attente est longue. L’activité dure 5 minutes mais il faut laisser refroidir l’appareil. Il a donc fallu s’inscrire pour avoir la chance de faire l’expérience dont on m’avait tant parlé. Enfin, c’est à mon tour. Je m’assois bien droit sur une petite banquette blanche. On place le téléphone Galaxy Note 4 dans l’appareil. On referme le tout avec une plaquette. C’est prêt. On me place les lunettes sur les yeux en prenant soin de guider ma main vers la roulette de la mise au point. C’est fait. On me place les écouteurs sur les oreilles. Vu de l’extérieur, tout cela ne doit pas être d’un grand chic. Tant pis. Je n’y pense plus, j’ai déjà décollé. La banquette blanche, les gens qui m’entourent, tout disparaît. Je me retrouve face à Patrick Watson assis devant son piano. Je suis avec lui dans sa salle de répétition. Il se lève, cherche une cigarette puis se rassoit. Il essaye quelques notes puis recommence. Au début, je n’ose pas regarder ailleurs. Après tout, j’assiste à un moment intime de création. Je suis presque incommodée par l’odeur de sa cigarette. C’est vous dire la puissance de l’engin. On se croit réellement en présence de Patrick Watson, tellement qu’on ne veut pas le froisser en détournant le regard.

Je finis par le faire, pour voir où on se trouve et pour voir aussi à qui il parle, puisqu’il échange des mots avec quelqu’un. Je ne vois personne, enfin presque. Derrière nous, le labrador noir de Patrick écoute tranquillement la musique de son maître. Il bâille même, à l’occasion. La pièce est pêle-mêle, un fouillis comme on se l’imagine dans l’atelier d’un artiste. Je regarde à droite, à gauche, au plafond et au plancher. J’inspecte tout, des lattes de bois franc au système de gicleurs. Je suis bien là. Rien ne m’échappe. Sauf moi-même. Je regarde vers le bas et je ne vois ni mes jambes ni mes mains. J’espionne sans être là. Incroyable sensation de vérité. Pendant 5 minutes, Patrick Watson chante pour moi. Au bout d’un moment, le défilement du générique me rappelle que c’est une fiction et qu’elle n’a jamais eu de réalité.

J’enlève les écouteurs, je remets les lunettes à la gentille personne qui se trouve devant moi. Je retrouve la pièce lumineuse où avait lieu l’essai. Je sens d’ores et déjà qu’il s’agit d’une véritable révolution technologique et que je viens de toucher à l’avenir. J’ai déjà hâte à mon prochain voyage. D’ici là, le Samsung Gear VR sera en vente dans les prochaines semaines, selon Félix Lajeunesse. Devinez ce que je vais demander pour Noël?

Martin LessardSélectionnez votre organe à imprimer

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 publié le 23 juin 2014 à 13 h 59

Les imprimantes 3D semblent être des objets de science-fiction. Alors, imaginez des imprimantes 3D pour imprimer… des organes!

Mais soyons francs, il y a encore un sacré bond qui sépare les imprimantes 3D pour imprimer des figurines en plastique d’une imprimante 3D pour imprimer un organe, disons un coeur ou un foie. Mais la distance s’amenuise!

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Les imprimantes 3D d’organes font des progrès

Les machines utilisées sont quasi identiques (elles ressemblent grosso modo à votre imprimante à jet d’encre), mais fabriquer un organe demande beaucoup de préparation en amont, et beaucoup de soin en aval.

  • Un organe, comme toute prothèse, doit être fait sur mesure. De nombreux examens, d’échographies, de radiographies de l’individu doivent être faits pour créer une image de synthèse suffisamment détaillée qui servira de guide pour la reconstruction.
  • Des cellules humaines doivent être utilisées.
  • L’organe, une fois imprimé, doit être déposé dans une incubatrice.

C’est à cette troisième étape que se trouve surtout la réelle complexité du processus d’impression d’organes en 3D. Un coeur ou un foie n’est pas un objet inerte. Une fois imprimé, ce n’est encore qu’un agrégat de cellules collées ensemble. Il n’y a pas de bouton pour faire démarrer l’organe. Il faut être capable de réanimer le tout pour en faire un organe qui fonctionne de lui-même.

Organovo, une firme spécialisée dans ce domaine, a réussi à faire vivre un minifoie humain… pendant 40 jours. Encore trop peu pour l’instant.

Actuellement, la difficulté réside dans la fabrication des vaisseaux sanguins : ils sont extrêmement difficiles à « imprimer ».

Une veine n’est pas comme une paille vide. C’est long, petit, et il y a diverses couches de cellules à l’intérieur qui filtrent le sang et soutiennent les parois. Quelque chose de très complexe pour une imprimante 3D. Et comme le coeur ou le foie sont des organes qui dépendent essentiellement de l’irrigation sanguine, il y a donc un sérieux défi.

La science a déjà réussi à imprimer des oreilles à l’aide de silicone, ou des mâchoires à l’aide de titane, mais des organes complets avec seulement du tissu humain? Ce n’est pas encore à la portée de la main.

Ce printemps, une percée a été faite de ce côté. Une équipe de l’Université de Louisville, dans le Kentucky aux États-Unis, a réussi à imprimer des valves cardiaques et des veines pour le coeur. Cela ouvre la porte à la possibilité de fabriquer un coeur complet d’ici trois à cinq ans.

La science-fiction devra bientôt renouveler ses clichés.

Imprimez-moi ça, docteur

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Produire couche par couche l’organe voulu est encore une technologie émergente, mais c’est une technologie qui a le potentiel de surpasser toutes les autres.

Le premier avantage est que cette technologie ouvre la voie pour une production de masse. Non pas une production qui permettrait de remplir des rayonnages des magasins Future Shop, mais plutôt une production à la chaîne où, peut-être, l’impression 3D pourrait même être faite in vitro dans le corps même.

Le vieillissement de la population a fait littéralement bondir la demande d’organes sains. Il y a donc un réel besoin pour une solution comme l’impression 3D d’organes.

Il est à parier que dans le domaine biomédical, plutôt tôt que tard, des compétences en ingénierie tissulaire, en architecture cellulaire ou en design organique seront des métiers très recherchés.

Nos universités créeront alors à la pelle des protodocteurs Frankenstein, du nom du personnage de fiction devenu dans la culture du précédent siècle l’archétype du savant fou.

Mais grâce à l’aura et aux promesses de l’imprimante 3D, cette image ne colle déjà plus à la réalité…

Prototype d'arme intelligente, image dans calwatchdog.com/

Prototype d’arme intelligente, image dans calwatchdog.com/

Après le téléphone, la montre et les vêtements intelligents, c’est au tour des armes à feu d’être affublées de cet adjectif. En effet, les « smart guns » font présentement la manchette aux États-Unis en raison d’une réaction très négative chez les défenseurs du deuxième amendement, celui qui garantit à tout citoyen américain le droit de porter des armes.

Intelligent, mais jusqu’à quel point?

Le « smart gun » actuel ne permet pas encore l’installation d’applications, la possibilité de modifier le type de munitions ou de viser automatiquement, voire tout autre atout des armes de science-fiction. On parle donc d’arme intelligente, car elle permet d’activer une mesure de sécurité qui n’autorise que le propriétaire de l’arme à l’utiliser. C’est un principe retrouvé dans plusieurs œuvres de fiction, dont le film Cosmopolis de David Cronenberg, la bande dessinée Judge Dredd ou la série Metal Gear.

Les réactions négatives à l’arme intelligente

Cette mesure de sécurité semble en apparence tout à fait désirable, même pour les plus ardents défenseurs du port d’armes. Alors pourquoi y a-t-il des réactions négatives? Un article détaillé de The Verge explique l’origine de la controverse. Un armurier du New Jersey avait annoncé qu’il offrirait un modèle de pistolet intelligent, le Armatix iP1, à partir du 1er mai 2014. L’arme ne fonctionne que si elle se trouve à moins de 25 centimètres d’une montre que doit porter son propriétaire. En quelques heures, l’armurier a reçu de nombreuses plaintes, et lui et sa famille ont même reçu des menaces de mort s’il continuait à offrir l’arme.

L’arme intelligente et rien d’autre

La raison de ces menaces, explique David Kopel du Washington Post, est une loi votée en 2003 au New Jersey. Cette loi indique qu’à partir du moment où une arme de poing intelligente (le terme légal utilisé est « arme de poing personnalisée ») sera commercialisée par un détaillant, la vente de pistolets ordinaires devra être interdite dans un délai maximal de 29 mois. The Verge rappelle qu’à l’origine, l’état du New Jersey croyait que les armes intelligentes deviendraient réalité rapidement, mais leur conception n’a pas été sans son lot de problèmes et de critiques. À l’instar des mesures d’identification personnelles de nos téléphones intelligents qui ne sont pas fiables à 100 %, plusieurs craignaient, dont la National Riffle Association (NRA) et les agences de sécurité, que la mesure de sécurité soit facile à contourner. D’autres groupes, notamment le Violence Policy Center, considèrent que ce dispositif de sécurité, même largement appliqué, ne réglera en rien les problèmes de violence aux États-Unis.

Mais du point de vue philosophique?

Le créateur du Armatix iP1, Ernst Mauch, a réagi lui aussi dans le Washington Post pour défendre le principe et la philosophie de son invention. Selon lui, l’intégration de cette technologie aura un effet positif pour les amateurs de tir et en augmentera même le nombre. L’arme intelligente ne contredirait pas les valeurs de ceux qui défendent le droit au port d’armes. La réaction de groupes comme la NRA serait donc injustifiée, selon M. Mauch.

Dans un contexte où l’arme imprimable 3D sera bientôt réalité (comme en témoigne le dernier clip de l’artiste M.I.A.), est-ce que ce genre de mesure est encore valide? La notion même d’armes à feu est au coeur du problème. Si des dispositifs de sécurité additionnels peuvent paraître désirables, contribueraient-ils vraiment à réduire les crimes violents? Surtout quand on peut s’imprimer une arme ou encore pirater avec un peu d’effort n’importe quelle barrière de sécurité.