Et si demain votre chat se mettait à courir derrière ses médicaments ? Des chercheurs autrichiens ont concocté une recette de biogel biodégradable à base de gélatine, afin de créer des robots souples comestibles et peu coûteux. De quoi créer des jouets pour enfants sans danger ou de la « nourriture sur pattes » pour les animaux ou les missions de sauvetage.
au sommaire
Après le nanorobot à injecter dans le sang, le robot mou en caoutchouc capable de ramper dans le corps humain ou le robot chenille qui transporte des médicaments dans l'organisme, voici le robot mangeable. Des chercheurs de l'université de Lintz, en Autriche, ont inventé un robot souple entièrement biodégradablebiodégradable fabriqué à base de gélatine. « Hors de l'eau, notre biogel est stable pendant plus d'un an, mais il est éliminé naturellement par l'organisme et se décompose en cinq jours par les bactériesbactéries des eaux uséeseaux usées », atteste Martin Kaltenbrunner, chercheur en physiquephysique des matériaux à l'université de Lintz et principal auteur de l'étude parue dans Nature Materials. Ce robot comestible pourrait ainsi servir de médicament vétérinaire, se camouflant sous forme d'une fausse proie en gélatine à avaler, ou encore pour fabriquer des jouets pour enfants sans danger d'ingestioningestion.
Un biogel en gélatine facilement dégradable
Il existe déjà des robots biodégradables, mais ils sont soit très coûteux, soit peu durables. Les matériaux synthétiques comme les élastomèresélastomères à base de polyester ou les polyuréthanes, par exemple, se dégradent lentement mais nécessitent une synthèse longue et coûteuse en énergieénergie. Les hydrogelshydrogels à base d'amidonamidon, d'alginate ou de collagènecollagène, sont bon marché et se dégradent rapidement, mais ont de piètres propriétés mécaniques. Le gelgel mis au point par l'équipe offre, lui, le compromis idéal : on peut l'étirer, le chauffer ou lui faire subir de fortes contraintes mécaniques, et ses ingrédients sont tous dérivés de produits alimentaires courants et peu coûteux, compatibles avec une production à grande échelle.
Pour tester leur concept, les chercheurs se sont amusés à créer un robot en forme de trompe d'éléphant de 10 centimètres de long. Ils ont concocté une petite recette à base de gélatine, de glucoseglucose, d'eau, de glycérolglycérol (pour prévenir la déshydratationdéshydratation) et d'acide citriqueacide citrique (un antioxydantantioxydant pour éviter une dégradation trop rapide). Le tout « emballé » dans de la cellulosecellulose pour constituer une sorte d’exosquelette et diriger les mouvementsmouvements de la trompe, qui se plie en forme de S ou de U. « Le dispositif a ainsi été testé pendant plus de 330.000 cycles sans défaillance », se félicite Martin Kaltenbrunner. Une performance quatre fois supérieure à celles des actionneurs de robots souples actuels, selon l'étude.
Les trompes de ces deux éléphants peuvent transporter des objets et interagir entre eux. © Baumgartner et al., Nat. Mater., 2020
Une trompe d’éléphant très agile
En ajoutant une sorte de « ventouse » au bout de la trompe, le robot a pu soulever des objets de différentes formes allant jusqu'à 120 grammes et les « aspirer » jusqu'à une distance de 16 millimètres. Les chercheurs sont également parvenus à créer un condensateurcondensateur déformable, « ce qui ajoute un sens tactile au robot, comme une épine de rose », décrit Martin Kaltenbrunner. Les chercheurs envisagent ainsi de créer des peaux électroniques ou des dispositifs médicaux biodégradables capables de fournir des informations sur la température, l'humidité ou l'état de déformation d'un organe. De quoi réduire sensiblement l'immense amas de déchetsdéchets de ces dispositifs jetables. Le dernier défi sera d'intégrer des circuits électroniques eux aussi biodégradables.
Nourriture sur pattes pour alpinistes en perdition
En 2017, des chercheurs suisses de l'École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) avaient déjà présenté des pinces en gélatine comestibles capables de saisir des objets et de stocker de l'énergie. Ils envisageaient alors toutes sortes de missions pour leur robot, comme fabriquer des « médicaments digestibles », créer des robots « autophages » qui se mangent eux-mêmes lorsqu'ils sont à cours d'énergie, ou carrément créer de la « nourriture sur pattes » à délivrer à des personnes coincées dans une crevasse ou en haut d'une montagne. Reste à donner à ces nouveaux objets un goût appétissant. À la fin de leur présentation en 2017, on avait demandé aux chercheurs s'ils avaient eux-mêmes essayé de manger leur robot. Ils avaient alors reconnu n'avoir goûté que des « petits bouts » issus des déchets de fabrication.
