Des chercheurs intègrent un ordinateur dans un robot de la taille d'un grain de sel
Chapô
Une équipe de recherche des Universités de Pennsylvanie et du Michigan a développé des robots microscopiques autonomes d'une taille comparable à un grain de sel. Ces machines peuvent détecter les changements de température et prendre des décisions sans intervention humaine, représentant une avancée significative dans le domaine de la robotique. Ce projet vise à résoudre un problème qui persiste depuis quarante ans : comment créer des robots fonctionnant indépendamment à l'échelle millimétrique.
Les robots microscopiques mesurent entre 200 et 300 micromètres
L’équipe des Universités de Pennsylvanie et du Michigan a mis au point des robots autonomes mesurant entre 200 et 300 par 50 micromètres, soit l'équivalent d'un grain de sel. Ces petites machines sont capables d’évoluer dans différents liquides, détectant les variations de température tout en prenant certaines décisions par elles-mêmes. Chaque unité coûte environ un centime à produire, ce qui rend leur fabrication particulièrement économique.
Des robots totalement autonomes avec un fonctionnement innovant
Ces petits robots ne nécessitent aucun contrôle externe ; ils se déplacent grâce à un système complexe intégrant un petit ordinateur, des capteurs et un système de propulsion compressé presque invisible. Selon Marc Miskin, professeur assistant à Penn Engineering, « Nous avons réduit la taille des robots autonomes en 10 000 fois », une avancée considérable pour la robotique programmée.
Une réponse aux défis posés par la physique
La recherche vise à répondre à une problématique que la robotique tente d'élucider depuis quatre décennies : comment concevoir des appareils fonctionnant indépendamment sous un millimètre ? Bien que l'électronique continue de rétrécir, les dimensions des robots n’ont pas suivi cette tendance. L'équipe a abandonné les méthodes traditionnelles pour développer ces nouvelles machines qui génèrent un champ électrique quand leurs membres sont manipulés ou pliés, entraînant ainsi le mouvement dans le liquide environnant.
Un fonctionnement durable avec une faible consommation énergétique
Les petits dispositifs sont alimentés par lumière LED et peuvent fonctionner pendant plusieurs mois. Ils consomment moins de 75 nanowatts, tandis que l’équipe travaille sur le développement de circuits exploitant très peu d'énergie, jusqu'à plus de 1 000 fois moins que les précédentes générations. Les chercheurs repensent également le logiciel utilisé pour optimiser son efficacité selon les tâches précises assignées aux robots.
Des capacités impressionnantes pour surveiller l'activité cellulaire
Ces nouveaux robots permettent une détection précise des températures avec une précision équivalente à celle d’un tiers de degré Celsius (environ six dixièmes Fahrenheit). Ils peuvent se déplacer vers différentes zones ou rapporter sur les valeurs thermiques pertinentes pour surveiller potentiellement l’activité cellulaire au niveau individuel.
David Blaauw, professeur d'ingénierie électrique et informatique au Michigan, décrit leur méthode unique : « Pour communiquer leurs médicaments, nous avons écrit une instruction spéciale codifiant les données sur les « ondulations » d'une petite danse exécutée par le robot ». Les scientifiques utilisent ensuite la microscopie pour décoder ces messages similaires aux communications observées chez certaines espèces animales comme les abeilles.
En somme, ces innovations ouvrent la voie vers des usages futurs où ces micro-robots pourraient stocker programmes complexes ou interagir dans divers environnements difficiles. Marc Miskin conclut : « C'est vraiment le premier chapitre… Quand vous avez cette base, il est possible d'ajouter tout type d'intelligence et fonctionnalité ».
Traduit et édité avec l'autorisation de Decrypt.
