- 1. Robot microscopique activé par laser
- 2. Robot Aqua inspiré des créatures marines
- 3. Micro-robot bioinspiré
- 4. Microbots magnétiques de type Lego
- 5. Robots minuscules
- 6. Microbot ambulatoire de Harvard ou HAMR-JR
- 7. RoBeetle
- 8. T-Budbots magnétiques
- 9. Microrobot tout-terrain
- 10. RoboFly
La révolution robotique est en marche! La micro-robotique, un domaine de recherche émergent dans lequel la fusion croisée de la micro-technologie et de la robotique a lieu, ouvre rapidement la voie au développement de robots plus petits qu'un cheveu humain. Oui, tu l'as bien lu. Des microbots capables de marcher, de voler, de nager, de grimper, de ramper et d'effectuer diverses tâches telles que l'administration de médicaments dans notre corps, l'identification des cancers, la destruction des tumeurs; plusieurs innovations ont été faites dans le monde.
Pour ajouter à la marche de ces inventions avancées, les scientifiques ont également mis au point des micro-robots aussi petits que moins d'un millimètre. Les ingénieurs et les programmeurs du monde entier travaillent constamment à faire des progrès dans ce domaine et à développer des micro-robots invisibles à l'œil nu. Tout cela grâce aux dernières avancées en électronique, en nanotechnologie mécanique et en informatique.
Parmi les micro-robots en cours de développement, certains émergent comme des outils incroyablement utiles, tandis que d'autres sont conçus et développés comme des idées créatives pour davantage d'innovation dans le domaine de la micro-robotique. Voici le top 10 des micro-robots incroyablement créatifs et avancés développés en 2020. Ces micro-robots sont le résultat d'une superbe ingénierie et sont développés pour résoudre de nombreux objectifs; que ce soit dans le domaine militaire, de la santé ou de l'ingénierie. Alors sans plus tarder, vérifions-les.
1. Robot microscopique activé par laser
Des chercheurs de Cornell et de l'Université de Pennsylvanie ont construit des robots microscopiques comprenant un simple circuit en silicium photovoltaïque en particulier la partie du torse et du cerveau et quatre actionneurs électrochimiques qui fonctionnent comme des jambes. Ces micro-robots activés par laser mesurent environ 5 microns d'épaisseur, 40 microns de largeur et 40 à 70 microns de longueur. Ces minuscules robots sont contrôlés par des impulsions laser clignotantes sur différents systèmes photovoltaïques, ce qui permet de charger un ensemble séparé de jambes. Pour permettre au robot de marcher, le laser est basculé entre les panneaux photovoltaïques avant et arrière.
2. Robot Aqua inspiré des créatures marines
Récemment, des chercheurs de l'Université Northwestern ont développé un robot souple réaliste qui peut marcher à une vitesse humaine, ramasser la cargaison de transport à différents endroits, gravir les collines, danser, etc. à l'intérieur d'un réservoir rempli d'eau et est idéal pour une utilisation en milieu aquatique. Ce minuscule robot aquatique de la taille d'un centimètre imite le comportement de la vie marine et se déplace à une vitesse d'un pas par seconde. C'est près de 90% d'eau en poids qui ne nécessite pas de matériel complexe, d'hydraulique ou d'électricité pour le mouvement au lieu de cela, il est activé par la lumière et marche dans la direction du champ magnétique rotatif externe. La structure remplie d'eau de ce micro-robot et le squelette intégré de filaments de nickel alignés sont ferromagnétiques, permettant ainsi un mouvement précis et une agilité.
3. Micro-robot bioinspiré
S'inspirant des globules blancs, une équipe de scientifiques de l'Institut Max Planck pour les systèmes intelligents (MPI-IS) de Stuttgart a inventé un minuscule micro-robot qui ressemble à un globule blanc voyageant dans le système circulatoire. Ce micro-robot ressemble aux leucocytes par sa forme, sa taille et ses capacités de déplacement. Le robot de distribution de médicaments en forme de boule peut résister au flux sanguin simulé. Il couvre chaque cellule, offrant un itinéraire idéal pour la navigation. Le diamètre de ce microcontrôleur est inférieur à 8 micromètres et est constitué de microparticules de verre. Un côté est recouvert d'un mince film de nickel et d'or, l'autre de molécules de médicaments anticancéreux et de biomolécules spécifiques capables de reconnaître les cellules cancéreuses. Il a le revêtement d'anticorps spécifiques aux cellules sur la surface et peut libérer les molécules du médicament. En laboratoire,le microcontrôleur peut atteindre une vitesse allant jusqu'à 600 micromètres par seconde, soit environ 76 longueurs de corps par seconde.
4. Microbots magnétiques de type Lego
Eunhee Kim et Hongsoo Choi, deux ingénieurs du Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology en Corée du Sud, et leurs collègues ont construit des robots rectangulaires qui peuvent fonctionner comme des connecteurs de cellules nerveuses, comblant les écarts entre deux groupes distincts de cellules. Mesurant 300 micromètres de long et 95 micromètres de large, les minuscules microbots magnétiques de type Lego peuvent relier les cellules du cerveau (neurones individuels) pour former un réseau neuronal.
5. Robots minuscules
Des chercheurs de l'ETH Zurich ont développé des micro-robots imprimés en 3D capables de délivrer des charges utiles de médicaments via les vaisseaux sanguins du corps humain. Ces micro-robots sont si petits qu'ils peuvent manœuvrer dans nos vaisseaux sanguins et administrer des médicaments à certains endroits du corps. Les robots minuscules sont créés avec une technique d'impression 3D qui consiste à imbriquer plusieurs matériaux de manière complexe. Les métaux et les polymères ont des propriétés différentes, et les deux matériaux offrent certains avantages dans la construction de micro-machines. Deux matériaux, à savoir le métal et le plastique, sont imbriqués aussi étroitement que les maillons d'une chaîne.
6. Microbot ambulatoire de Harvard ou HAMR-JR
Des chercheurs de la Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) et du Harvard Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering ont conçu et programmé un robot inspiré des cafards, HAMR - JR. Ce robot de la taille d'un sou mesure 2,25 centimètres de longueur et pèse environ 0,3 gramme, et il peut parcourir environ 14 longueurs de corps par seconde.
7. RoBeetle
RoBeetle est un petit robot d'exploration autonome de la taille d'un insecte de 88 milligrammes alimenté par la combustion catalytique de méthanol. Développé par des chercheurs de l'Université de Californie du Sud, ce petit robot fonctionne au méthanol et utilise un système musculaire artificiel pour ramper, grimper et porter des charges sur le dos pendant jusqu'à deux heures. Le RoBeetle de 15 millimètres (0,6 pouces) de long utilise un système musculaire artificiel basé sur un carburant liquide (méthanol) qui stocke environ 10 fois plus d'énergie qu'une batterie de même masse.
Ce micro robot a quatre pattes. Ses pieds arrière sont fixes et les pieds avant sont attachés à une transmission qui est reliée à un ressort à lame tendu d'une manière qui tire les jambes vers l'arrière. Le corps du robot fonctionne comme un réservoir de carburant rempli de méthanol et la conception est telle que le robot peut se tenir debout lorsqu'il est immobile. La conception mécanique du système permet de moduler le débit de carburant à l'aide d'un système purement mécanique.
8. T-Budbots magnétiques
Les chercheurs de ACS Applied Materials & Interfaces ont conçu des T-Budbots, des micromoteurs biocompatibles à partir de bourgeons de thé pour déloger les biofilms, libérer un antibiotique pour tuer les bactéries et nettoyer les débris. Les minuscules robots peuvent intégrer l'antibiotique ciprofloxacine en raison de l'interaction électrostatique à leur surface, augmentant ainsi leur efficacité antibactérienne contre les terribles communautés bactériennes pathogènes de Pseudomonas aeruginosa et Staphylococcus aureus. Les bourgeons de thé de Camellia sinensis sont poreux, non toxiques, peu coûteux et biodégradables. De plus, les bourgeons de thé contiennent également des polyphénols, qui ont des propriétés antimicrobiennes.
9. Microrobot tout-terrain
Les ingénieurs de l'Université Purdue ont développé un microrobot tout-terrain aussi petit que quelques mèches de cheveux humains. Ce microrobot peut voyager à travers un côlon en faisant des backflips et en transportant des médicaments chez les humains avec des deux-points et d'autres organes ayant un terrain accidenté. Le robot tout-terrain est trop petit pour transporter une batterie; par conséquent, il est alimenté et contrôlé sans fil depuis l'extérieur par un champ magnétique.
10. RoboFly
Dernier point mais non le moindre, en voici un nommé RoboFly. Des chercheurs de l'Université de Washington ont créé ce microrobot à ailes battantes de 74 mg qui peut se déplacer dans les airs, sur le sol et sur les surfaces de l'eau. Ce nouveau robot a été construit en utilisant un moins grand nombre de composants par rapport aux autres robots de la taille d'un insecte développés. Cela a contribué à simplifier le processus de fabrication. La conception de ce robot est telle que le châssis ne comporte qu'une seule feuille de stratifié pliée.
RoboFly utilise ses deux ailes battantes entraînées par des actionneurs piézoélectriques pour voler et planer comme le font certains insectes. Il peut se déplacer et se diriger au sol en utilisant les ailes battantes. Comme le robot est léger, s'il est modifié avec un ensemble de trois appendices en forme de pied, il peut atterrir sur les surfaces de l'eau. À l'atterrissage, le robot peut se déplacer et diriger sur l'eau en utilisant le même principe que celui utilisé pour se déplacer au sol.
Ces petits robots ne vous ont-ils pas étonné? Notre liste de micro-robots n'est peut-être pas complète car il y a certainement plus d'innovations en cours pendant que nous notons ces micro-robots, ou nous avons peut-être manqué certains d'entre eux, mais la liste vous donnera une assez bonne idée de l'endroit où les innovations dans le domaine de la micro-robotique se situent aujourd'hui et dans quelle direction il va.