- Des tissus musculaires cultivés en laboratoire ont été développés pour améliorer la dextérité et les mouvements des robots.
- Des chercheurs de l'ETH Zurich ont présenté des actionneurs musculaires constitués de tissus vivants capables de se contracter.
- Ces actionneurs permettent à de petits robots de sauter, de nager, mais aussi de marcher et de saisir des objets.
Des robots recouverts de chair, capables de marcher, de sauter, de nager et de se déplacer parmi les humains pourraient être plus proches qu'on ne l'imagine. Des chercheurs de l'ETH Zurich développent actuellement des actionneurs musculaires à partir de tissus vivants mesurant quelques centimètres. Ces nouveaux actionneurs s'inscrivent dans un programme de recherche déjà engagé depuis plusieurs années. Leur amplitude de mouvement a été multipliée par plus de dix par rapport aux générations précédentes.
En concevant ces robots biohybrides, les scientifiques ont découvert que tout ne dépendait pas du volume de tissu musculaire. L'interaction entre les muscles et les os, ou plus précisément une structure artificielle servant de squelette, joue également un rôle essentiel.
Les résultats, obtenus à partir de cellules musculaires de souris cultivées en laboratoire, sont considérés comme une nouvelle approche prometteuse pour la construction de robots.
Des muscles biohybrides
Le projet est mené au Soft Robotics Lab de l'ETH Zurich, sous la supervision du professeur Robert Katzschmann. Selon lui, « nous commençons tout juste à construire des robots d'une manière plus naturelle ». Ces recherches portent sur les systèmes biohybrides, qui associent des matériaux biologiques, comme les tissus musculaires, à des composants artificiels. Il peut notamment s'agir de systèmes électroniques ou de structures mécaniques servant de squelette.
La conception des robots a progressivement évolué au fil des recherches. Dans leur version actuelle, les tissus musculaires sont fixés à une structure artificielle grâce à des rainures dans lesquelles ils peuvent s'ancrer. Les robots restent toutefois limités à des déplacements dans une solution nutritive, indispensable pour alimenter les muscles et les maintenir « vivants ».
L'une des observations les plus intéressantes concerne les différences de comportement entre les actionneurs musculaires. Tous ne réagissent pas exactement de la même manière. Cette « variabilité naturelle », propre à l'utilisation de tissus vivants, contraste avec les caractéristiques généralement plus prévisibles des composants fabriqués industriellement.
De la chair pour les cyborgs
Le développement de muscles vivants destinés à la robotique se poursuit depuis plusieurs années, avec des conceptions élaborées sur ordinateur. Aiste Balciunaite, coauteure principale de l'étude publiée, décrit un « processus itératif ». Plutôt que de conserver « une forme fixe pour la géométrie musculaire », l'équipe a choisi de « concevoir entièrement le système sur ordinateur, à partir de zéro ».
« Avec les systèmes précédents, il fallait parfois regarder au microscope pour observer la flexion », ajoute Balciunaite, soulignant l'ampleur des progrès réalisés.
La vidéo ci-dessus montre les différents mouvements produits par les actionneurs musculaires, désormais visibles à l'œil nu. Mesurant plus d'un centimètre, ces dispositifs biohybrides peuvent bouger, saisir des objets et, comme le montre la démonstration, nager. D'autres robots biohybrides ont été programmés pour marcher, avec une vitesse pouvant atteindre 6,2 millimètres par seconde.
Ces structures associant des tissus biologiques et des composants artificiels finiront-elles par former une armée de cyborgs capables de voyager dans le temps pour détruire l'humanité ? Probablement pas. Leurs applications potentielles dans l'exploration et la médecine devraient d'ailleurs susciter bien davantage d'intérêt que ce scénario de science-fiction.
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