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06 novembre 2019 19:36; Act: 06.11.2019 20:05 Print

Le PSI et l'ETH Zurich développent un microrobot

Des chercheurs ont créé un minuscule robot ressemblant à un oiseau de papier en origami, pouvant être utilisé pour des opérations dans le corps humain.

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Laura Heyderman (à gauche) et Tian-Yun Huang (au milieu) regardent un modèle de l'oiseau en origami, alors que Jizhai Cui observe le véritable microrobot au microscope. (Photo: Institut Paul Scherrer/Mahir Dzambegovic)

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Les chercheurs de l'Institut Paul Scherrer (PSI) et de l'ETH Zurich ont développé un microrobot contrôlé grâce à des champs magnétiques. Des micromachines de ce genre pourraient être utilisées pour réaliser des interventions chirurgicales dans le corps humain.

Le microrobot ne mesure que quelques micromètres, c'est-à-dire quelques millièmes de millimètres. Il ressemble à un oiseau de papier en origami, l'art japonais du pliage, ont indiqué mercredi le PSI et l'Ecole polytechnique fédérale de Zurich. Les résultats de leurs recherches ont été publiés dans la revue scientifique Nature.

La micromachine évolue comme si elle était actionnée par une main invisible, sans qu'aucune force apparente ne s'exerce sur elle. Le microrobot bat des ailes, arque le cou, rentre la tête, flotte, se retourne ou glisse sur le côté grâce à des champs magnétiques.

Nanoaimants de cobalt

Le microrobot est composé de matériaux contenant des nanoaimants de cobalt sur de fines couches de nitrure de silicium qui sont logés dans des composants flexibles. Les aimants peuvent être programmés pour adopter une orientation magnétique définie. Les forces magnétiques qui agissent sur eux induisent alors un mouvement.

«Ces mouvements du microrobot se jouent en l'espace de quelques millisecondes», c'est-à-dire en quelques millièmes de seconde, explique Laura Heyderman, responsable du laboratoire Expérimentations multi-échelle en matériaux au PSI et professeure de systèmes mésoscopiques au département Matériau de l'ETH Zurich. «La programmation des nanoaimants se fait en l'espace de quelques nanosecondes», soit en quelques milliardièmes de seconde.

Les recherches du PSI et de l'ETH Zurich représentent une étape importante vers des microrobots et des nanorobots qui ne stockent pas uniquement des informations pour une seule action précise, mais qui peuvent être reprogrammés sans cesse pour accomplir des tâches différentes. Les domaines d'utilisations envisageables sont multiples.

Destruction de cellules cancéreuses

«On peut imaginer pour l'avenir une micromachine autonome qui naviguerait dans des vaisseaux sanguins humains et qui exécuterait des missions biomédicales comme la destruction de cellules cancéreuses», explique Bradley Nelson, directeur du Département de génie mécanique et des procédés.

D'autres utilisations sont possibles. On pourrait ainsi envisager de la microélectronique flexible ou des microlentilles qui pourraient modifier leurs propriétés optiques, selon Tian-Yun Huang, chercheur à l'Institut de robotique et des systèmes intelligents de l'ETH Zurich.

Des applications sont aussi envisageables dans la production de surfaces dont les spécificités seraient modifiables. «Cela permettrait par exemple de produire des surfaces qui se mouillent ou repoussent l'eau en fonction des besoins», explique Jizhai Cui, ingénieur et chercheur dans le laboratoire Systèmes mésoscopiques du PSI et de l'ETH Zurich.

(nxp/ats)