Les chercheurs développent les premiers robots microscopiques capables de “marcher”

Ce qui constitue une avancée dans le domaine de la robotique, les chercheurs ont créé les premiers robots microscopiques capables d’être contrôlés grâce à leurs composants semiconducteurs intégrés. Les robots sont capables de “marcher” avec seulement des signaux électroniques standard.

Les robots microscopiques sont de la taille d’un paramecium, et ils serviront de base pour d’autres projets. Certains de ces projets pourraient inclure des versions plus complexes avec une intelligence à base de silicium, la production en masse de tels robots, et des versions capables de se déplacer à travers les tissus et le sang humains.

Le travail a été une collaboration dirigée par l’Université Cornell, qui comprenait Itai Cohen, professeur de physique. Les autres membres de l’équipe comprenaient Paul McEuen, le professeur John A. Newman de sciences physiques, ainsi que Marc Miskin, professeur adjoint à l’Université de Pennsylvanie.

Leur travail a été publié le 26 août dans Nature, intitulé “Robots microscopiques intégrés électroniquement, fabriqués en masse.”

Projets nanométriques précédents

Les nouveaux robots microscopiques ont été construits sur la base de travaux précédents effectués par Cohen et McEuen. Certains de leurs projets nanométriques précédents impliquaient des capteurs microscopiques et des machines origami à base de graphène. 

Les nouveaux robots microscopiques mesurent environ 5 microns d’épaisseur, 40 microns de largeur, et entre 40 et 70 microns de longueur. Un micron est le millionième de mètre. 

Chaque robot possède un circuit simple fabriqué à partir de photovoltaïques en silicium et de quatre actionneurs électrochimiques. Les photovoltaïques en silicium agissent comme le torse et le cerveau, tandis que les actionneurs électrochimiques agissent comme les jambes.

Contrôle des robots microscopiques

Pour contrôler les robots, les chercheurs émettent des impulsions laser sur différents photovoltaïques, chacun formant un ensemble de jambes distinct. Les robots sont capables de marcher lorsque le laser est commuté entre les photovoltaïques avant et arrière.

Les robots ne fonctionnent qu’à une tension basse de 200 millivolts, et ils consomment seulement 10 nanowatts de puissance. Le matériau est solide pour un objet si petit, et ils peuvent être fabriqués en parallèle puisqu’ils sont construits avec des processus lithographiques standard. Sur une plaque de silicium de quatre pouces, il peut y avoir environ 1 million de robots.

L’équipe étudie maintenant la façon de rendre les robots plus puissants grâce à l’électronique et au calcul embarqué. 

Il est possible que les versions futures de microrobots puissent agir en essaims et effectuer des tâches telles que la restructuration de matériaux, la suture de vaisseaux sanguins, ou être envoyés dans le cerveau humain. 

“Contrôler un petit robot est peut-être aussi proche que l’on puisse se rapprocher de se rétrécir soi-même. Je pense que des machines comme celles-ci nous mèneront dans tout un monde incroyable qui est trop petit pour être vu,” a déclaré Miskin.

“Cette avancée de recherche offre des opportunités scientifiques passionnantes pour étudier de nouvelles questions pertinentes pour la physique de la matière active et pourrait éventuellement conduire à des matériaux robotiques futuristes,” a déclaré Sam Stanton. 

Stanton est le responsable de programme pour le Bureau de recherche de l’armée, qui a soutenu la recherche sur les robots microscopiques. 

Une vidéo d’Itai Cohen expliquant la technologie peut être trouvée ici.