Une équipe américaine a développé un robot biologique fabriqué à partir de cellules musculaires et dont les mouvements sont contrôlés par des impulsions électriques.
Une équipe de chercheurs de l’université de l’Illinois a développé un robot biologique (ou "biobot") fabriqué à partir de cellules musculaires et dont les déplacements sont contrôlés par des impulsions électriques. Leurs travaux viennent d'être publiés dans la revue PNAS.
Une avancée qui ouvre la voie à la conception "de machines biologiques pour des applications environnementales et médicales", explique RashidBashir, principal auteur de l'étude, dans un communiqué de l'Université.
Un squelette d'hydrogel imprimé en 3D
VIDÉO. Pour Rashid Bashir, tout commence en 2012, lorsque son équipe met au point un robot animé par des cellules musculaires cardiaques de rat. Mais les cellules cardiaques ont le défaut de se contracter en permanence, empêchant le contrôle du mouvement.
Les chercheurs décident alors d'utiliser à la place des cellules de muscle squelettique (principal muscle du corps humain), qui ont l’avantage de réagir aux stimuli extérieurs, en l'occurrence des impulsions électriques (ce deuxième robot est visible dès la 55ème seconde de la vidéo).
STRUCTURE. Le robot se compose d’un squelette d'hydrogel (polymère insoluble dans l'eau et capable de constituer une sorte de gel) imprimé en 3D, à la fois résistant et souple pour se plier, et d'un ensemble de cellules musculaires.
Pour concevoir son design, l'équipe de Rashid Bashir s'est inspiré de l’architecture os-tendons-muscles du corps humain : deux plots, servant de "pieds" au robot, permettent aussi d'insérer la bande musculaire et le squelette d'hydrogel, de la même manière que les tendons fixent les muscles à l’os.
© Caroline Cvetkovic, Doug Litteken, Ritu Raman, Janet Sinn-Hamlon, YouTube
La vitesse de déplacement du biobot dépend de la fréquence des impulsions électriques : plus la fréquence est élevée, plus le muscle se contracte vite et plus le robot se déplace rapidement.
Administrer des médicaments et des implants intelligents
APPLICATIONS. "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, co-auteur de l'article, dans un communiqué. C'est excitant de penser que 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."
Prochaine étape : affiner le système de contrôle afin d’obtenir des mouvements plus précis et variés. Pour y parvenir, les chercheurs comptent utiliser des neurones afin de contrôler les mouvements du biobot avec la lumière ou encore des réactions chimiques. "Notre objectif est que ces appareils puissent être utilisés comme des capteurs autonomes, explique le professeur Bashir. 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", conclut-il.
source : sciencesetavenir
