Adieu aux chirurgiens ? Ces microrobots fonctionnent, ressemblent à un moustique et utilisent l'assistance humaine

La médecine pourrait être sur le point de faire un pas de géant grâce à une petite invention : des microrobots de la taille d’un moustique créés par l’Université de l’État de Washington.

Les chercheurs à l’origine de ce mini bug disent avoir été profondément inspirés par les moustiques réels. L’un pèse huit milligrammes, tandis que l’autre pèse 55 milligrammes. Les deux peuvent se déplacer à environ six millimètres par seconde.

" Il est rapide par rapport à d'autres microrobots à cette échelle, même s'il est toujours en retard sur ses parents biologiques ", a déclaré Conor Trygstad, doctorant à l'École de génie mécanique et des matériaux et auteur principal des travaux. Une fourmi pèse généralement jusqu’à cinq milligrammes et peut se déplacer à près d’un mètre par seconde.

Comment se déplacent les microrobots ?

Le succès de ces minuscules robots réside dans des composants appelés actionneurs , chargés de générer le mouvement des robots.

Trygstad a appliqué des techniques de fabrication innovantes qui lui ont permis de réduire la taille de l'actionneur à moins d'un milligramme, la plus petite jamais fabriquée.

Néstor O. Pérez-Arancibia, professeur d'ingénierie à l'École d'ingénierie mécanique et des matériaux de la WSU et responsable du projet, a souligné que ces actionneurs sont les plus petits et les plus rapides jamais créés dans le domaine de la microrobotique .

Ces actionneurs fonctionnent grâce à un matériau spécial appelé alliage à mémoire de forme, qui a la capacité de changer de forme lorsqu'il est soumis à la chaleur puis de retrouver sa structure initiale une fois refroidi, d'où son nom.

Ce matériau innovant parvient à propulser les robots sans nécessiter les pièces mobiles ou les composants rotatifs courants dans les moteurs traditionnels .

Les alliages à mémoire de forme ne sont généralement pas utilisés pour les mouvements robotiques à grande échelle en raison de leur lenteur.

Cependant, le développement des robots WSU a utilisé des actionneurs composés de deux minuscules fils de cet alliage, chacun d'à peine 1/1000ème de pouce d'épaisseur. En leur appliquant une petite quantité de courant électrique, ils peuvent être chauffés et refroidis rapidement, permettant aux robots de battre des ailes ou de bouger leurs jambes à des vitesses allant jusqu'à 40 fois par seconde.

Lors des premiers tests, il a été constaté que l'actionneur est capable de soulever un poids plus de 150 fois le sien.

Comparée à d’autres technologies utilisées pour générer du mouvement dans les robots, la technologie des alliages à mémoire de forme (SMA) présente également l’avantage de ne nécessiter qu’une quantité minimale d’électricité ou de chaleur pour fonctionner.

Quelles pourraient être ses applications ?

Dans le cadre de tâches chirurgicales, ces microrobots pourraient être utilisés pour effectuer des procédures mini-invasives, accédant à des zones du corps humain difficiles à atteindre avec les méthodes traditionnelles.

Sa capacité à déplacer et manipuler avec précision de petites structures du corps offrirait aux chirurgiens un meilleur contrôle et réduirait les risques associés aux opérations.

Concernant la pollinisation artificielle, les robots seraient très utiles en agriculture, notamment dans les zones où les populations d’insectes pollinisateurs ont diminué. Leur petite taille leur permettrait d'aller de fleur en fleur en transportant le pollen de la même manière que le feraient les abeilles .

Pour la recherche et le sauvetage, ces microrobots pourraient être déployés en grand nombre pour explorer les débris ou les zones inaccessibles à la suite de catastrophes naturelles .

Leur taille leur permettrait de pénétrer dans les fissures et les petits espaces pour rechercher des survivants, envoyant des informations et leur localisation aux équipes de secours pour faciliter la récupération des personnes piégées.