Des microrobots s’adaptent et changent de forme

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Des scientifiques ont démontré que les microrobots d’une seule «espèce» peuvent être transformés collectivement en différentes formations et s’organiser pour effectuer diverses tâches dans des environnements variables.

Des microrobots qui parcourent le corps humain

Contrairement aux espèces vivantes ayant une capacité connue à travailler ensemble, telles que les fourmis et les poissons, les robots ne sont pas intelligents pour s’appuyer sur la fonction sensorielle et la communication. Les chercheurs ont dû utiliser des champs magnétiques ou électriques externes pour les contrôler.

Malgré tout, ils ont fait démonstration de la polyvalence et de la capacité multitâche des microrobots pour suggérer qu’ils puissent un jour être utilisés pour des diagnostics de l’intérieur du corps ou des traitements biomédicaux au niveau cellulaire ou moléculaire.

Cette recherche a été menée par Hue Xie du laboratoire national de la robotique et des systèmes de l’Institut de technologie d’Harbin, en Chine, et a été rapportée dans la revue Science Robotics.

Les grandes avancées avec de petits robots arrivent rapidement. Plus tôt ce mois-ci, par exemple, des chercheurs américains ont expliqué comment ils en avaient créé un million en quelques semaines à l’aide de techniques de nanofabrication empruntées à l’industrie des semi-conducteurs.

Cependant, comme le notent Xie et ses collègues dans leur article, «l’intégration des fonctions d’entraînement et de détection dans des robots nanométriques reste un défi» et il est nécessaire que beaucoup d’entre eux travaillent ensemble pour être réellement utiles, par exemple, dans un environnement humain.

Programmer comportement de transformation commutable

Dans leur récent travail, ils ont pu programmer un comportement de transformation commutable dans un essaim robotisé en régulant le mouvement de chaque microrobot individuel. En accordant la fréquence et la direction d’un champ magnétique tournant, à chaque microrobot – une particule d’hématite en forme de cacahuète – présentait des mouvements oscillants, roulants, basculants et rotatifs.

Selon le type de mouvement, les robots, en tant que groupe, s’organisent en différentes formations de liquide (un motif de robots uniformément réparti), de chaînes (robots connectés en rangées longues et parallèles se déplaçant par l’extrémité la plus courte), de rubans (rangées de robots voyageant par le long bout) et de vortex (foule circulaire de robots), respectivement.

Les chercheurs pourraient également modifier la vitesse et la direction de l’essaim en ajustant le champ magnétique appliqué. Le collectif de microrobots accomplissait diverses tâches en passant d’une formation à une autre; par exemple, utiliser la «chaîne» pour traverser des canaux étroits, puis le «vortex» pour soulever des charges lourdes.

Xie et ses collègues déclarent que leurs résultats appuient et démontrent l’idée de parvenir à contrôler une variété de matières actives synthétiques et vivantes via un stimulus externe programmé, «augmentant ainsi les possibilités d’émuler des systèmes vivants par la matière active».

Des solutions potentielles pour les applications biomédicales

« De plus, les mécanismes physiques qui régissent la dynamique des systèmes colloïdaux hors d’équilibre ont été soigneusement étudiés, ce qui est utile pour mieux comprendre les mécanismes coopératifs et les phénomènes d’auto-organisation qui se produisent dans les systèmes actifs », écrivent-ils.

« Cela fournit des solutions potentielles pour les applications biomédicales, telles que l’imagerie et l’administration ciblée de médicaments. »

Source : Cosmos Magazine
Crédit photo : Pixabay

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