Bio-bot : Un biorobot propulsé par un muscle artificiel

Des chercheurs de l’Université de l’Illinois ont développé un microrobot biologique, qui se déplace grâce l’impulsion de cellules musculaires et se contrôle par un courant électrique. Des applications médicales pourraient voir le jour.

Le biorobot de l’équipe du professeur Rashid Bashir (laboratoire LIBNA – Laboratory of Integrated Bio Medical Micro/Nanotechnology & Applications)mesure moins d’un centimètre et est imprimé en 3D à partir d’un mélange d’hydrogel et de cellules vivantes. Ce mini robot est animé par un groupe de cellules de muscle squelettique stimulées par une impulsion électrique. La structure est inspirée de l’architecture os-tendons-muscles que nous retrouvons chez les vertébrés. Ils l’ont baptisé Bio-Bot.

Cette structure en forme de U renversé est à la fois rigide et souple : imprimé en 3D, l’hydrogel donne une certaine rigidité à la structure mais également suffisamment de souplesse pour qu’elle puisse se tordre telle une articulation. Le muscle artificiel relie la structure à deux piliers servant de tendons et faisant également office de pieds.

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La vitesse de déplacement du robot peut être contrôlée en ajustant la fréquence des impulsions électriques. Plus la fréquence est élevée, plus le muscle se contracte rapidement et plus le robot va vite.

Ce projet est une première étape importante dans le développement et le contrôle de machines biologiques qui peuvent être stimulées, entraînées ou programmées pour effectuer une tâche, explique Caroline Cvetkovic, étudiante travaillant sur le projet. Ce système pourrait éventuellement évoluer vers une génération de machines biologiques qui pourraient aider à l’administration de médicaments, la robotique chirurgicale, des implants intelligents ou des analyseurs environnementaux mobiles, parmi d’innombrables autres applications.

Ces travaux de recherche représentent une première étape importante dans le développement et le contrôle de machines biologiques pouvant être stimulées ou programmées pour effectuer des tâches spécifiques. Par exemple, ce type de robots pourrait être utilisé comme vecteur de médicaments, ou comme instrument pour effectuer de la microchirurgie assistée par robot, ou encore comme sonde mobile pour des analyses environnementales.

L’équipe scientifique cherche à obtenir un meilleur contrôle du déplacement de son biorobot et va tenter parallèlement d’y intégrer des neurones pour le contrôler à partir d’une source de lumière ou de réactions chimiques. Grâce à l’impression 3D, les ingénieurs peuvent rapidement tester différentes formes.

Notre objectif est que l’on puisse utiliser ses appareils comme des capteurs autonomes. Nous voulons qu’ils détectent un produit chimique spécifique et se dirigent vers lui puis libèrent des agents pour neutraliser la toxine. Maîtriser les déplacements est une grande étape vers cet objectif, a déclaré le professeur Bashir.


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