Microbots auto‑réparateurs: de la médecine aux usages militaires

Une équipe d’ingénieurs de Penn State a découvert une méthode simpliste pour créer et contrôler des essaims de microbots auto‑réparateurs. La science s’inspire de la nature et la combine avec des conceptions de microbots simples capables de générer et d’enregistrer des signaux acoustiques. Cette approche est similaire à la façon dont les abeilles et d’autres insectes utilisent les ondes sonores pour s’organiser en grands groupes. Voici ce que vous devez savoir.

Qu’est-ce que les microbots et comment fonctionnent-ils

Lorsque la personne moyenne pense aux robots, elle imagine probablement des applications industrielles et militaires. Cependant, un nombre croissant de ces dispositifs trouve une utilisation dans les secteurs médicaux et d’aide humanitaire. Ces dispositifs sont souvent beaucoup plus petits et sont appelés microrobots en raison de leur taille minuscule, souvent à l’échelle nanométrique. Notamment, de nombreux scientifiques envisagent un avenir où ces minuscules robots travailleront ensemble en essaims pour accomplir des tâches importantes.

Défis du développement de la technologie des microbots en essaim

Il existe plusieurs problèmes qui continuent de ralentir l’avancement des microbots. L’un des principaux facteurs limitants était la taille. Cependant, de nos jours, il existe plusieurs moyens pour les ingénieurs et les développeurs de créer ces machines minuscules et souvent complexes.

Un autre problème consiste à déterminer comment contrôler ces dispositifs microscopiques. Par le passé, la méthode principale était d’utiliser une forme de communication chimique. C’est l’approche que de nombreux insectes et animaux utilisent dans la nature pour se repérer et s’organiser, comme les fourmis. Cependant, cette approche présente des limites.

Par exemple, la signalisation chimique n’est pas réversible. Une fois le produit chimique libéré, il est impossible de le récupérer entièrement de l’environnement. Ainsi, elle ne peut être utilisée que lors de la collecte ou du ciblage des unités. De plus, les signaux chimiques sont limités en distance et se propagent beaucoup plus lentement comparé à d’autres formes de communication.

Systèmes de matière active

La science de la compréhension de la mentalité des essaims et des stratégies est un domaine appelé matière active. Les spécialistes de la matière active passent des années à étudier les essaims biologiques et synthétiques microscopiques. Leur objectif est de comprendre comment ces vastes groupes peuvent se coordonner pour des tâches telles que la notification de menaces et la recherche de ressources.

Communication acoustique dans les essaims naturels

Les ingénieurs en matière active ont remarqué que la signalisation acoustique est depuis longtemps utilisée par les chauves‑souris et d’autres espèces pour communiquer des informations essentielles. Les baleines sont un autre animal qui utilise les ondes sonores pour communiquer sur de vastes distances. De façon impressionnante, des animaux comme la baleine à bosse ont été enregistrés communiquant par acoustique sur des distances allant jusqu’à 1 000 miles.

Étude de Penn State sur les microbots auto‑réparateurs contrôlés acoustiquement

L’article¹ “Acoustic Signaling Enables Collective Perception and Control in Active Matter Systems“, publié dans la revue scientifique APS, est la première étude scientifique à intégrer l’acoustique pour contrôler des essaims micrónicos. En tant que tel, il représente une étape majeure dans la microrobotique.

Source – APS