Fabriquer une main robotique en carton
« La main qui obéit aux ficelles »
- ÂgeDès 8 ans
- Durée45 min
- AdulteAdulte dans la pièce
- OùSur une table
Pour fabriquer un robot en carton, tu peux commencer par une main robotique dont les doigts se replient quand tu tires sur des fils de laine. Dès 8 ans, avec un adulte dans la pièce, cette construction permet d'explorer un mécanisme simple : prévois 30 minutes de préparation puis 15 minutes d'expérience.
La question
Comment une machine peut-elle plier les doigts comme nous ?
Ton idée
Que va-t-il se passer, à ton avis ? Choisis une idée avant de commencer.
Le matériel
- 1 morceau Carton fin assez grand pour y tracer ta main
- 4 Pailles à couper en petits morceaux
- 5 fils de 40 cm chacun Fils de laine
- 1 rouleau Ruban adhésif
- 1 paire Ciseaux à bouts ronds
- 1 Crayon pour tracer la main et les plis
L’expérience
- 1
Pose le carton à plat sur la table dégagée, puis ta main dessus, doigts un peu écartés. Trace son contour au crayon en laissant un peu de place autour de chaque doigt.
- 2Étape de l’adulte
L'adulte découpe la silhouette de la main en suivant le contour. Il vérifie que les cinq doigts restent bien reliés à la paume et que le carton se plie facilement.
- 3
Sur chaque doigt en carton, trace deux traits transversaux pour le partager en trois parties à peu près égales. Replie doucement chaque doigt vers la paume le long de ces traits, puis rouvre-le en gardant une légère courbure dans ce sens.
Ces plis représentent des zones d'articulation : ils doivent se plier plus facilement que le reste du carton. - 4
Avec les ciseaux à bouts ronds, coupe les quatre pailles pour obtenir au total 15 morceaux d'environ 1 cm. Dépose les morceaux au milieu de la table et garde les chutes à part.
- 5
Pose la main avec le côté vers lequel les doigts se replient tourné vers toi. Fixe trois morceaux de paille sur chaque doigt avec du ruban adhésif, un sur chacune des trois parties, dans le sens de la longueur.
Laisse les plis dégagés et les ouvertures des pailles libres. Le ruban ne doit pas relier deux parties de carton à travers un pli. - 6
Pour chaque doigt, passe un fil dans les trois morceaux de paille, en commençant par celui du bout et en avançant vers la paume. Laisse la plus grande longueur de fil dépasser du côté de la paume.
Si le bout de laine s'effiloche, entoure seulement son extrémité d'un tout petit morceau de ruban adhésif pour faciliter le passage. - 7
Fixe le bout court de chaque fil au bout du doigt correspondant avec du ruban adhésif. Presse bien le ruban sur le fil et sur le carton, sans boucher le morceau de paille voisin.
- 8
Tiens la paume en carton d'une main, sans écraser les fils. Avec l'autre main, pince le fil de l'index entre deux doigts et tire doucement vers le poignet en carton, en gardant le fil près de la paume.
Garde chaque fil libre, sans boucle et sans l'enrouler sur tes doigts. Arrête de tirer si le carton ou une fixation résiste. - 9
Relâche le fil, puis redresse doucement le doigt en carton à la main. Essaie les autres fils un par un, puis pince deux fils ensemble et tire doucement pour observer les deux doigts correspondants.
Observe
Quand tu tires sur un fil, le doigt auquel il est fixé se courbe vers le côté portant les pailles. Le carton se plie surtout aux traits que tu as préparés. Les morceaux de paille gardent leur longueur : le fil glisse à l'intérieur. Quand tu relâches le fil, le doigt ne revient pas forcément tout seul à sa position de départ. Deux fils tirés ensemble peuvent faire bouger deux doigts, parfois avec des courbures différentes.
À noter dans ton carnet
- Le doigt qui bouge pour chacun des cinq fils.
- Les endroits où le carton se plie réellement.
- Le résultat d'une petite traction puis d'une traction un peu plus longue, sans forcer.
- Les doigts qui doivent être redressés à la main après avoir relâché le fil.
Comprendre
Le fil tire sur le bout du doigt en carton et le fait se replier aux plis. Dans ta main, des muscles tirent aussi sur des sortes de cordons solides, les tendons, pour faire bouger tes doigts.
Le fil transmet ta traction : c'est la force que tu exerces en tirant. Comme il est fixé au bout du doigt, il entraîne ce bout vers la paume. Les morceaux de paille guident son trajet sur le côté où le doigt doit se replier. Les plis préparés et la légère courbure de départ aident le mouvement à se faire dans le bon sens.
Le carton ne se plie pas aussi facilement partout. Aux plis, tu as créé des zones plus souples, qui jouent le rôle d'articulations : des endroits où deux parties peuvent bouger l'une par rapport à l'autre. Les parties portant les pailles restent plus droites. Une couverture de livre et son dos donnent un autre exemple : le mouvement se fait surtout à la jonction, pas au milieu de la couverture.
Dans ton corps, les tendons sont des cordons résistants qui relient des muscles aux os. Pour replier tes doigts, certains muscles se raccourcissent en exerçant une force et tirent sur les tendons. Ton modèle reprend ce principe de traction, mais il simplifie beaucoup la vraie main : ses plis ne reproduisent pas exactement toutes les articulations humaines.
Un fil de laine souple peut tirer, mais il ne peut pas pousser efficacement pour redresser le doigt. C'est pourquoi tu dois parfois rouvrir ton modèle à la main. Dans ton corps, d'autres muscles et tendons participent au mouvement inverse. Certaines mains de robots utilisent aussi des câbles tirés par des moteurs, avec un autre mécanisme pour rouvrir les doigts. Ici, c'est ta main qui fournit l'effort : le modèle n'a pas de moteur.
- Traction
- Action de tirer sur quelque chose.
- Articulation
- Zone où deux parties peuvent bouger l'une par rapport à l'autre ; dans ce modèle, elle est représentée par un pli.
- Tendon
- Cordon résistant du corps qui relie un muscle à un os et transmet sa traction.
- Contraction
- Action d'un muscle qui exerce une force, notamment en se raccourcissant.
Nouveau défi : Faire le même geste trois fois
Choisis deux doigts de ta main en carton et prédis lesquels bougeront quand tu tireras sur leurs fils. Essaie de reproduire trois fois la même position, en redressant doucement les doigts entre les essais. Compare les résultats : les deux doigts se replient-ils autant à chaque fois ? Garde les mêmes fils et tire toujours doucement, sans chercher à dépasser la résistance du carton.
Autres idées à tester
- Compare le mouvement obtenu en tirant doucement sur le fil du pouce puis sur celui de l'index. Observe si leur orientation sur la main change la direction du mouvement.
- Sur un même doigt, compare une petite traction et une traction un peu plus longue. Arrête dès que le doigt est replié ou qu'une résistance apparaît, puis compare les deux positions.
Ranger et jeter
Ramasse tous les morceaux de paille, les chutes de laine et les bouts de ruban adhésif. Vérifie avec l'adulte que les 15 guides sont encore fixés ou retrouvés. Range les ciseaux et conserve la main à plat, avec les fils étendus sans boucle, hors de portée des tout-petits.
Ne mets aucun élément dans l'évier. Dépose les chutes de laine, les petits morceaux de paille et le ruban adhésif dans les ordures ménagères, selon les consignes locales. Trie les chutes de carton propres dans la collecte du papier-carton si elle les accepte.
Pour les enseignants et les animateurs
- Classes
- Cycle 3 : CM1, CM2 et 6e ; dès 8 ans avec adaptation de l'accompagnement.
- Notion
- Transmission d'un mouvement par traction ; rôle des articulations ; comparaison entre un objet technique et le fonctionnement de la main.
- Compétences
- Formuler une hypothèse et la confronter à une observation.
- Réaliser un objet technique en suivant un protocole.
- Identifier la fonction des éléments d'un mécanisme simple.
- Distinguer un modèle de l'organe réel qu'il représente.
- En classe
- Pour 25 élèves, prévoyez huit groupes de trois et un groupe travaillant avec vous, avec un lot complet de matériel par groupe. Réservez 30 minutes à la construction et 15 minutes aux essais et à la mise en commun. Faites tourner les rôles : construction, manipulation des fils et observation. Anticipez la découpe des silhouettes par un adulte ; si vous encadrez la classe sans autre adulte, préparez-les avant la séance à partir des contours tracés par les élèves. Lors du bilan, demandez à chaque groupe de montrer le trajet d'un fil et les zones où le carton se plie.
- À la fin, l’élève sait…
- L'élève doit pouvoir expliquer que le fil transmet une traction jusqu'au bout du doigt, que les pailles guident le fil et que les plis permettent le mouvement. Il doit aussi identifier une limite du modèle, par exemple l'absence de retour automatique des doigts.
Questions fréquentes
Pourquoi les doigts de notre main en carton ne se replient-ils pas ?
Vérifiez d'abord que chaque fil est bien fixé au bout du doigt et qu'il glisse dans les trois guides. Les pailles et le ruban doivent laisser les plis entièrement libres. Vérifiez aussi que les doigts ont été légèrement prépliés vers le côté portant les pailles. Si le carton reste trop rigide, reprenez doucement les plis plutôt que de tirer plus fort.
Est-ce vraiment un robot ?
Cette construction est un modèle mécanique de main commandé directement par votre enfant. Elle ne possède ni moteur ni commande automatique. Elle permet toutefois de découvrir un principe utilisé dans certaines mains robotiques : transmettre une traction par des câbles. C'est donc une première exploration de mécanisme, plutôt qu'un robot complet.
Pourquoi les doigts ne se redressent-ils pas quand mon enfant lâche les fils ?
La laine transmet une traction, mais elle ne repousse pas le bout du doigt lorsqu'elle est relâchée. Le carton peut parfois se rouvrir un peu grâce à sa souplesse, sans que ce soit systématique. Invitez votre enfant à redresser doucement les doigts à la main entre deux essais. Ce résultat permet de comprendre qu'un mouvement de fermeture et un mouvement d'ouverture ne demandent pas forcément le même mécanisme.
Vérifiée avant publication
Cette expérience a été relue le 15 octobre 2026 par notre contrôle de sécurité et notre contrôle scientifique : 57 phrases relues une à une, dont 0 appuyées par une citation des sources ci-dessous ; aucune erreur restante.
