La science-fiction est en train de devenir réalité, car des scientifiques en Corée du Sud sont en train de développer un étonnant microrobot aux mouvements rapides et contrôlé à distance conçu pour circuler dans le sang humain afin de fournir un traitement directement aux organes qui en ont besoin.
Développé par le Département de Robotique de l’Institut Gyeongbuk Daegu pour la science et la technologie (DGIST), le nouveau microrobot est très maniable et se déplace au moins huit fois plus rapidement que son plus récent prédécesseur, en utilisant un système de propulsion inspiré par l’organisme ciliée couramment étudié, la paramécie.
La course a débuté depuis un certain temps maintenant pour développer des façons d’offrir un traitement directement à la partie du corps où elle est nécessaire – comme une artère bouchée ou une tumeur. Ceci parce que les médicaments classiquement administrés doivent voyager à travers l’ensemble du système, ce qui comporte un risque de surdosage et provoque souvent des effets secondaires tels que des nausées et un affaiblissement du système immunitaire.
Un défi majeur dans la création d’un microrobot qui peut se rendre directement vers un organe affecté est la manière dont les fluides voyagent dans un environnement microscopique.
Les micro-organismes tels que les bactéries et les protozoaires se propulsent comme ils le font pour une raison – ils ne peuvent pas se déplacer efficacement via les fluides dans un macro environnement en utilisant des types de mouvements que les grands animaux utilisent. Ceci est particulièrement le cas dans un fluide qui est plus épais que l’eau, tel que le sang humain, où même les types de systèmes de propulsion utilisés par les bateaux et les sous-marins sont inefficaces.
Voilà pourquoi les scientifiques et les ingénieurs ont cherché des réponses dans la nature, et les ont expérimentées avec des microrobots qui se propulsent de diverses façons à l’image du déplacement des micro-organismes tels que des protozoaires et des bactéries. Jusqu’à présent, cependant, un système de propulsion comme la paramécie avec un grand nombre de mouvements, comme les cils ressemblant à des cheveux que ces organismes utilisent, a semblé hors de portée.
L’équipe de recherche sud-coréenne a réalisé cette première mondiale en utilisant la lithographie laser 3D pour créer une structure à base de polymère ciliée pour le microrobot. Ils ont ensuite déposé une couche de nickel et de titane sur les cils pour fournir un actionnement magnétique et se sont assurés qu’elle était compatible avec un système biologique.
Le processus de conception et la fabrication de microrobots aux mouvements de course ciliaires développés par l’équipe de recherche du professeur Choi.
Les chercheurs ont ensuite été en mesure de faire battre les cils d’avant en arrière en utilisant un système de bobine électromagnétique, avec des résultats impressionnants.
Le robot long de 220 micromètre peut se déplacer à 340 micromètres par seconde, avec une bien plus large portée en termes de maniabilité que les microrobots précédents fonctionnant sous un commande magnétique d’attraction, selon les chercheurs. Le contrôleur peut changer l’angle du microbot de 0 à 120 degrés, ce qui lui permettrait de naviguer à travers les veines dans un corps.
Un exemple de la vitesse et de l’amplitude du mouvement peut être vu dans la vidéo ci-dessous.
Si cette création peut atteindre sa promesse, le nouveau microrobot sera en mesure de livrer des charges utiles plus lourdes et plus complexes pour cibler les zones que les microrobots précédentes. Les scientifiques envisagent un microrobot injectable qui peut se dissoudre sans danger dans le corps après sa mission terminée.
La phase suivante, selon les chercheurs sud-coréens, concerne d’autres études de biocompatibilité, et potentiellement personnaliser la fonctionnalité du microrobot pour différentes tâches et environnements.
http://www.nature.com/articles/srep30713
