Des microrobots inspirés par des bactéries
Des scientifiques de l'ETH Zurich et de l'EPFL ont développé de minuscules robots élastiques capables de changer de forme en fonction de leur environnement. Des bactéries ont servi de modèle. ? l'instar de ces dernières, les robots biocompatibles adaptent leur forme et leurs mouvements à leur environnement afin d'atteindre des endroits difficiles d'accès dans le corps humain. ? l'avenir, ils devraient permettre l'administration ciblée de médicaments.
? l'avenir, gr?ce aux recherches de l'ETH Zurich et de l'EPFL, nous pourrions accueillir dans notre corps de minuscules robots qui transporteraient les médicaments directement jusqu'aux tissus malades.
Un groupe de scientifiques- dirigé par Bradley Nelson, professeur à l'ETH Zurich, et Selman Sakar, professeur à l'EPFL- s'est inspiré des bactéries pour développer des microrobots intelligents, biocompatibles et très flexibles. Ces robots sont capables de nager dans les liquides et de changer de forme si nécessaire pour se déplacer dans des vaisseaux sanguins étroits et des systèmes compliqués, et ce sans perdre en vitesse ni en maniabilité.
Les microrobots sont constitués de nanocomposites d'hydrogel et ont été con?us sur la base de la technique japonaise de pliage Origami. Ils contiennent en outre des nanoparticules magnétiques qui permettent de les contr?ler au moyen d'un champ électromagnétique, comme le rapportent les chercheurs dans la revue spécialisée "Science Advances". En alternative, les microrobots utilisent également le flux de fluide pour naviguer de manière autonome dans les cavités.
L'intelligence incarnée
"Gr?ce à leur composition et à leur structure spéciales, nos robots peuvent s'adapter aux propriétés du liquide dans lequel ils se déplacent. Si la densité, la viscosité ou la concentration osmotique changent, ils adaptent leur forme pour conserver leur vitesse et leur man?uvrabilité, sans perdre le contr?le de la direction du mouvement", explique Sakar. Ces déformations sont en quelque sorte "programmées" à l'avance par le seul type de technique de pliage et le choix du matériau, sans qu'il soit nécessaire d'intégrer des systèmes électroniques dans les robots.
"Dans la nature, il existe une multitude de micro-organismes qui adaptent leur forme lorsque leurs conditions environnementales changent. Nous nous sommes inspirés de ce principe de base pour développer nos microrobots", explique Nelson. "Le plus grand défi pour nous a été de décrire les lois physiques régissant ces processus de transformation, puis de développer les technologies de fabrication correspondantes pour les mettre en ?uvre".
Jusqu'à présent, les robots miniatures ont répondu aux attentes et peuvent en outre être fabriqués assez facilement et à moindre co?t. Actuellement, l'équipe de recherche travaille à l'amélioration des performances lors de la nage à travers des liquides complexes, tels qu'on les trouve dans le corps humain.
Référence bibliographique : H.-W. Huang, B.J. Nelson, F.E. Uslu, M.S. Sakar, P. Katsamba, E. Lauga, Adaptive locomotion of artificial microswimmers, Science Advances
Version modifiée d'un communiqué de presse de l'EPFL
Contact / Liens :
Laboratoire de robotique multi-échelle, Prof. Bradley Nelson
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