Pour que les nouvelles idées ne restent pas à l'état d'imagination, mais deviennent des technologies qui changent l'avenir.
Une ingénierie qui résout les problèmes d'aujourd'hui et conçoit les possibilités de demain !
Des solutions technologiques de pointe et l'imagination des ingénieurs mécaniciens de renommée mondiale de KAIST !

Quand porterons-nous un jour un robot comme Iron Man ? Verra-t-on des innovations énergétiques capables de lutter efficacement contre la crise climatique ? Quels sont les principes techniques qui permettent aux bras robotisés de se mouvoir sous l’effet de la volonté humaine ? Et si l’on pouvait reproduire mes propres organes dans un laboratoire de la taille d’une pièce de monnaie ? À l’ère de la révolution technologique, l’ingénierie joue un rôle crucial dans notre quotidien et le progrès de la société.
Nous vivons donc à une époque où la compréhension de la technologie et la pensée d'ingénierie sont devenues des arts libéraux essentiels.
Cependant, il est difficile pour un non-spécialiste de saisir l'évolution technologique constante, et si l'on ajoute à cela des questions sur les perspectives d'avenir, apporter des réponses devient encore plus complexe.

Afin d'informer les lecteurs sur les technologies de pointe actuelles et d'explorer ensemble l'avenir, l'ouvrage « Imagining Engineering, Evolving Humans » a été publié. Il rassemble les connaissances de 27 professeurs du département de génie mécanique de KAIST. Ce département est reconnu comme un chef de file mondial en ingénierie, pionnier dans le développement de nouvelles technologies telles que le premier robot humanoïde coréen.
Des ingénieurs ayant obtenu des résultats de niveau mondial dans leurs domaines de recherche respectifs ont participé à cet ouvrage en tant que contributeurs, et ce livre regorge de connaissances approfondies, couvrant non seulement les principes et les cas d'application des technologies de pointe, mais aussi leur potentiel de développement futur.
Avant tout, ce livre explique pas à pas les termes et concepts spécialisés à un niveau accessible aux non-spécialistes, ce qui en fait un ouvrage qui peut être lu aussi bien par les générations futures se préparant à un avenir nouveau fondé sur leurs connaissances technologiques que par le grand public désireux de comprendre les aspects et les tendances des technologies de pointe.

Génie mécanique, faire bouger le monde

L'essence du génie mécanique est de créer de la valeur nouvelle par la conception, la fabrication et l'application des outils, machines ou dispositifs les plus importants de chaque époque.
De ce fait, elle s'est étendue au-delà de la conception, de la structure, des matériaux et des flux traditionnels pour inclure les procédés semi-conducteurs à l'échelle nanométrique et l'espace virtuel, et élargit son champ d'application pour inclure les soins de santé et même la psychologie.
À ce stade, vous pouvez constater que le slogan de l'Institution britannique des ingénieurs mécaniciens, « Rien ne bouge sans ingénieurs mécaniciens », n'est pas une exagération.

L'époque actuelle est souvent qualifiée d'« ère de l'hégémonie technologique ».
Autrement dit, un pays doté d'un secteur industriel et manufacturier puissant et bien équipé technologiquement aura l'avantage dans la compétition.
C’est pourquoi le public de notre pays, et en particulier les générations futures, doit s’initier aux principes et aux technologies de l’ingénierie, même si cela peut s’avérer complexe.
Ce livre ne comporte pas de conclusion.
J'espère que vous ajouterez de nouveaux chapitres à ce livre à l'avenir.
---Extrait de la « Préface »

Les ingénieurs n'attendent pas l'avenir.
Créez votre avenir de vos propres mains !
Diverses questions concernant les nouvelles technologies et des réponses claires des ingénieurs mécaniciens de KAIST !

Le 11 mars 2011, un séisme de magnitude 7 a frappé la région de Tohoku au Japon.
Le séisme a déclenché un tsunami massif qui a atteint 15 mètres de hauteur et a rapidement frappé la centrale nucléaire de Fukushima.
La situation s'étant dégradée au point qu'il était devenu trop dangereux pour les personnes d'entrer, le gouvernement japonais et la compagnie d'électricité de Tokyo ont décidé de déployer des robots.
À l'époque, la technologie robotique japonaise était reconnue comme la meilleure au monde, mais il aurait été difficile pour n'importe quel robot de réagir face à une catastrophe de cette ampleur.
La catastrophe de la centrale nucléaire de Fukushima a clairement démontré l'impuissance de la technologie robotique de l'époque face aux situations de catastrophe.
L’Agence américaine pour les projets de recherche avancée de défense (DARPA), qui suivait la situation de près, a organisé un concours de robots d’intervention en cas de catastrophe en 2015, quatre ans après l’accident, dans le but de développer la technologie robotique.
---Extrait du chapitre 1 : Technologie robotique et mobilité : écrire une nouvelle histoire – Robots marcheurs et robots en mouvement dans le présent et le futur

Faut-il utiliser des sacs en plastique ou en papier pour réduire les gaz à effet de serre ? Du point de vue des matières premières, les sacs en papier sont préférables.
Mais si l'on examine le processus de fabrication en détail, les sacs en papier consomment cinq fois plus d'énergie et émettent d'autant plus de carbone.
On constate un nombre croissant de produits qui semblent écologiques mais qui sont en réalité néfastes pour l'environnement.
Comme vous pouvez le constater dans les exemples ci-dessus, « l’écologie apparente » et « l’écologie absolue » sont différentes.
Récemment, de nombreuses entreprises ont tenté de mettre en œuvre un marketing vert axé sur le respect de l'environnement, mais il arrive qu'elles trompent les consommateurs et les investisseurs avec du « greenwashing » qui ne fait bonne figure que sur l'emballage.
Pour prévenir de telles tromperies et fraudes, un jugement éclairé du consommateur et une surveillance continue sont absolument nécessaires.

---Extrait du chapitre 2 : « L’innovation énergétique pour la survie de demain – Nous devons commencer maintenant »

Nous vivons dans un monde intelligent, et nous avons entre les mains de petits smartphones aux performances plus rapides et plus puissantes que les ordinateurs qui ont envoyé des hommes sur la Lune.
Ce changement considérable est dû aux progrès constants de la technologie des circuits intégrés.
Les semi-conducteurs modernes sont fabriqués en déposant de manière répétée divers métaux et oxydes semi-conducteurs en lignes fines sur des plaquettes de silicium, couche par couche, créant ainsi des microstructures complexes en plusieurs couches.
---Extrait du chapitre 3 : Les technologies de production avancées façonnent l’avenir – « Le riz de la civilisation moderne », au cœur de la technologie des semi-conducteurs »

Les métamatériaux acoustiques sont des structures artificielles dont les propriétés acoustiques sont totalement différentes de celles des matériaux conventionnels.
Des scientifiques ont découvert qu'ils pouvaient concevoir des matériaux dont la densité n'est pas réellement négative, mais qui donnent l'impression d'être négative aux ondes sonores.
Le résultat est un blocage des ondes sonores quasi parfait, avec une épaisseur très fine et un poids léger.
Tout aussi passionnante que les métamatériaux acoustiques, la technologie des trous noirs acoustiques est également en cours de développement.
Les trous noirs acoustiques sont une nouvelle technologie qui permet de concentrer les ondes en un point précis et de les dissiper sous forme de chaleur, un peu comme un trou noir attire la lumière et toute la matière.
---Extrait du chapitre 4 : Des machines invisibles mais toujours à nos côtés – Maîtriser le bruit et les vibrations pour un avenir silencieux et confortable »

Les scientifiques souhaitent mieux comprendre le fonctionnement de nos organes et la manière dont les maladies les affectent.
Cependant, les expériences réalisées sur des cellules en éprouvette ou sur des animaux vivants présentent de nombreuses différences avec l'environnement humain réel, ce qui limite notre compréhension des maladies et des organes humains.
À l'heure actuelle, les systèmes microfluidiques sont devenus d'excellents outils capables de pallier les limitations des expériences existantes.
Divers systèmes d'organes, tels que le cœur, les poumons, le cerveau, les yeux, les muscles et les vaisseaux sanguins, mis en œuvre au sein d'un système microfluidique, sont appelés systèmes microbiens ou puces à organes.
Dans le cas du système pulmonaire, le phénomène d'expansion des alvéoles lors de l'inspiration a été intégré au système microbiologique.
---Extrait du chapitre 5 : « L’ingénierie à l’avant-garde d’un nouveau paradigme médical : puis-je créer mes propres organes en dehors de mon corps ? »

En 2006, le professeur Todd Kuiken de l'université Northwestern aux États-Unis a réalisé avec succès une intervention chirurgicale très difficile appelée réinnervation musculaire ciblée.
Le patient était un homme nommé Sullivan qui avait perdu ses deux bras dans un accident électrique.
Au cours de cette intervention chirurgicale, le professeur Kuiken a réimplanté le faisceau nerveux périphérique qui restait à l'extrémité de l'épaule du patient dans les muscles de la poitrine, et grâce à des capteurs connectés à ce faisceau nerveux, il a pu lire même l'intention de mouvements complexes des membres supérieurs.
Examinons de plus près l'intervention chirurgicale. Les faisceaux du système nerveux périphérique reliés au bras amputé de M. Sullivan ont été sectionnés au niveau de l'épaule, mais les faisceaux reliés aux muscles qui permettaient de bouger son épaule, son coude, son poignet et ses doigts étaient encore fonctionnels, bien qu'ayant perdu leur fonction.

---Extrait du chapitre 6 : L’évolution de l’homme aux côtés de la machine – L’Homme qui valait trois milliards est-il possible dans la réalité ?