Des chercheurs, à Lausanne et à Zurich, ont mis au point des minirobots élastiques et malléables inspirés des bactéries, qui adaptent leur morphologie à leur environnement. Par leur capacité à s'accorder aux différents types d'environnement à l'intérieur du corps humain, ils pourraient révolutionner l'administration de médicaments.

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    Une équipe de chercheurs des écoles polytechniques fédérales de Lausanne (EPFL) et Zurich (ETHZ) viennent de mettre au point des robots élastiques microscopiques capables d'adapter leur forme à leur environnement. Conçus en s'inspirant des bactériesbactéries, ces petits robots biocompatibles sont prévus pour pouvoir atteindre toutes les parties du corps humain.

    Dans un article paru dans Science Advances, le groupe de chercheurs, mené par Selman Sakar de l'EPFL et Bradley Nelson de l'ETHZ, a décrit leurs recherches sur de minuscules petits robots flexibles composés d'un hydrogelhydrogel nanocompositenanocomposite contenant des nanoparticules magnétiques, ce qui permet de les diriger par électromagnétismeélectromagnétisme.

    Des minirobots de forme flexible

    L'équipe de chercheurs s'est appuyée sur les particularités des robots à l'échelle microscopique. À l'échelle macroscopique, les robots nécessitent des moteurs, batteries et capteurscapteurs afin de se mouvoir. À l'inverse, avec des machines aussi minuscules, il existe des alternatives aux systèmes électroniques embarqués qui sont volumineux et qui nécessitent une alimentation. Ces robots ont été conçus en se basant sur un système de pliage de type origami. La nature même du fluide et de l'environnement dans lequel ils se trouvent les oblige à changer de forme. Cela leur permet de passer à travers des vaisseaux sanguins étroits ou des systèmes complexes sans perdre en vitessevitesse.

    Selon Selman Sakar, l'un des chercheurs du projet, « Nos robots ont une structure et une composition spéciales, qui déterminent la façon dont ils se déforment dans des conditions données. Ainsi, lorsque la viscositéviscosité ou la concentration osmotiqueconcentration osmotique de l'environnement change, par exemple, le robot modifie sa forme pour préserver sa vitesse et sa maniabilité, et reste stable en cas de changement de direction. »

    Ces déformations peuvent être programmées à l'avance pour éviter toute utilisation de capteurs ou d'actionneurs. Il est ainsi possible de les piloter grâce à un champ électromagnétiquechamp électromagnétique, ou de les laisser naviguer de manière autonome en utilisant le débit des flux. Pendant tout leur parcours, ils adopteront automatiquement la forme la plus efficace.

    Dans leur étude, les chercheurs rappellent qu'on trouve dans la nature une multitude de micro-organismes qui changent de forme pour s’adapter aux conditions de leur environnement. © ETHZ

    Une nouvelle manière de cibler un traitement

    L'intérêt de ce genre de robots est de transporter des médicaments jusqu'à des points précis du corps humain. Cela permettra aux médecins de cibler les maladies en appliquant des traitements localement, à l'intérieur de l'organisme, augmentant ainsi l'efficacité des médicaments et réduisant les effets secondaires indésirables.

    Il ne s'agit pas des premiers robots conçus pour les traitements ciblés à l'intérieur du corps humain. Une équipe de Hong Kong avait récemment présenté de petites machines sous forme de chenilles, capables de transporter des doses de médicaments jusqu'à 100 fois leur poids. Ici, les chercheurs ont misé non pas sur la flexibilité pour pouvoir nager à travers les vaisseaux sanguins, mais sur la multitude de petites pattes afin de naviguer dans tous les recoins du corps, y compris le tube digestiftube digestif.