Un robot mou a le pouvoir de se diviser en unités plus petites et de se réassembler pour retrouver sa taille initiale
L’avenir de l’administration de médicaments est bizarre et magnétique.
Image suggestive de SMFR. Devon Janse van Rensburg/Unsplash
Imaginez un robot souple se déplaçant à l’intérieur du corps d’une personne et visant à délivrer des médicaments à certaines cellules de l’intestin grêle. Les différents passages du corps humain n’étant pas de taille uniforme, il y a toujours un risque que le robot se retrouve coincé dans un passage ou un espace trop étroit ou encombré. Dans ce cas, le robot peut échouer à délivrer le médicament ou même le libérer là où il n’est pas censé l’être, ce qui entraîne des complications supplémentaires.
Mais que se passerait-il si le robot souple avait le pouvoir de se diviser en petites unités pour passer dans les petits espaces à l’intérieur du corps humain et se reconstituer lorsque le passage est suffisamment large ? Le robot ne sera jamais bloqué et, étonnamment, une équipe de chercheurs a réussi à créer une telle machine molle unique, rapporte New Scientist. Il s’agit du robot ferrofluidique miniature reconfigurable à l’échelle (SMFR), et le plus intéressant est que le chercheur peut contrôler son mouvement à l’aide d’aimants.
Les ferrofluides donnent des superpouvoirs aux robots mous
L’équipe qui a mis au point le SMFR est composée de chercheurs de l’université de Soochow, basée à Taïwan, de l’Institut de technologie de Harbin, en Chine, et de l’Institut Max Planck pour les systèmes intelligents, en Allemagne. Le robot souple reconfigurable est construit à l’aide de gouttelettes de ferrofluide à base d’huile, qui comprennent principalement des nanoparticules d’oxyde de fer plongées dans de l’huile d’hydrocarbure. Tout comme un morceau de fer solide, un ferrofluide est également sensible aux aimants et aux champs magnétiques.
Étant donné que les ferrofluides sont faciles à contrôler et offrent une grande flexibilité avec des mouvements rapides, ils sont souvent préférés par les scientifiques pour produire des robots mous changeant de forme. En 2015, une équipe de chercheurs de Corée du Sud a créé des robots mous en ferrofluide capables d’imiter les mouvements d’une amibe. En 2021, un autre groupe de chercheurs de l’université d’État de l’Arizona a mis au point un robot miniature à changement de forme en utilisant des ferrofluides.
Cette année, en mars, des scientifiques de l’Université chinoise de Hong Kong (CUHK) ont mis au point un robot bizarre entièrement fabriqué à partir d’une bave magnétique contenant du borax, du détergent et des aimants. Selon ses créateurs, ce robot ferrofluidique est très doué pour naviguer dans les petits espaces.
Les particules de ferrofluide qui composent un robot liquide comme le SFMR sont faiblement liées les unes aux autres. Cette liaison lâche permet au robot de se déplacer facilement dans des passages étroits, d’ajuster sa forme et même de se diviser sous l’influence d’un champ magnétique. Au cours de l’étude, les chercheurs ont démontré ces capacités du SFMR en la testant à l’intérieur d’un labyrinthe.
Le labyrinthe comportait des passages étroits et complexes, des virages serrés et des obstacles. Cependant, le robot a finalement réussi à traverser le labyrinthe en changeant de forme, en rétrécissant, en s’allongeant et en se réassemblant en fonction des différentes exigences de son parcours. À l’aide de plusieurs champs magnétiques, les chercheurs ont pu diviser le SFMR en plusieurs unités, les réassembler en une seule lorsque cela était nécessaire, et contrôler facilement toutes ses autres fonctions.
Les chercheurs pensent que le SFMR présente une combinaison unique de capacités telles qu’une déformation facile, une reconfiguration sans effort de l’échelle et une locomotion rapide. Ces qualités pourraient faire de ce robot une technologie de pointe dans les domaines de la biomédecine et du micro-assemblage.
Les auteurs de l’étude écrivent dans l’article : “Dans un espace de travail relativement large, on peut améliorer les capacités d’exécution des tâches et l’efficacité des SFMR en les rendant plus grands grâce à la stratégie de mise à l’échelle ; cependant, lorsqu’ils rencontrent des environnements extrêmement étroits et restreints, on peut les réduire en un essaim grâce à la stratégie de division, ce qui les rend très adaptés à la navigation dans des structures lumineuses tubulaires ou en forme de fente avec des dimensions de section transversale très variables à l’intérieur du corps humain.”
Le SFMR est probablement notre meilleur atout pour l’administration ciblée de médicaments à l’avenir
Des gouttes d’un liquide de couleur noire. enfantnocta/Pexels
Un robot souple comme le SFMR peut donner naissance à des applications capables d’administrer des médicaments à des parties du corps humain qui ne seraient pas accessibles autrement. Par exemple, selon les chercheurs, lorsqu’il s’agit d’administrer des médicaments à des parties du corps comme les cellules du cerveau ou les os du crâne, les SFMR peuvent effectuer ces tâches avec plus de précision que les robots mous traditionnels.
En outre, les SMFR pourraient également jouer un rôle important dans le développement de dispositifs avancés de détection de virus basés sur des puces. Les chercheurs révèlent également que les ferrofluides peuvent créer de nombreux SFMR de différentes tailles. Cependant, il s’agit encore d’une technologie en développement, et beaucoup de travail doit être fait pour développer des systèmes de contrôle avancés basés sur des aimants qui pourraient encore améliorer les performances et la précision des SFMR.
Les auteurs notent : “La réalisation de certaines tâches orientées vers des applications, telles que la livraison ciblée de marchandises basée sur le SMFR, l’hyperthermie magnétique locale précise ou l’occlusion sélective des vaisseaux sanguins des tumeurs, serait également très intéressante et donc une autre direction potentielle pour les recherches futures.”
L’étude est publiée dans la revue Science Advances.
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Source : Interesting Engineering – Traduit par Anguille sous roche
