Les microrobots et nanorobots font l'objet de nombreuses recherches. Leurs futurs cas d'usage se révèlent nombreux, notamment dans le domaine de la santé, mais les applications concrètes restent encore rares.
Les microrobots et nanorobots font l'objet de nombreuses recherches. Leurs futurs cas d'usage se révèlent nombreux, notamment dans le domaine de la santé, mais les applications concrètes restent encore rares.
Par Samuel Arnaud - Publié le 04/09/23
La microrobotique (à l'échelle micrométrique) et la nanorobotique (à l'échelle nanométrique) ouvrent de nouveaux champs d'application. "Des performances jusque-là inaccessibles avec les techniques classiques sont atteintes par la microrobotique qui permet notamment la manipulation d'objets plus petits, biologiques ou artificiels, de manière plus rapide et avec une meilleure précision", expliquaient dès 2015 Aude Bolopion, chargée de recherche au CNRS FEMTO-ST, et Cédric Clevy, maître de conférences à l'université de Franche-Comté FEMTO-ST. La miniaturisation croissante des composants électroniques permet de mettre au point des robots toujours plus petits, susceptibles de servir dans les domaines de la biologie, de la médecine ou de la micromécanique.
Une recherche dynamique qui laisse augurer des potentiels d'applications variés
La robotique à une telle échelle demeure surtout cantonnée aux laboratoires et aux centres de recherche. Les projets s'avèrent toutefois nombreux, particulièrement dans le domaine médical. En 2023, des chercheurs de l'université Caltech, aux États-Unis, ont dévoilé un robot miniature inséré dans une pilule. Une fois avalé, il transmet des informations sur la santé intestinale du patient et pourrait remplacer une radiographie ou une coloscopie. En Allemagne, des scientifiques de l'Institut Max Planck ont conçu un robot d'un centimètre de large et deux de long, dont la structure flexible rappelle celle du pangolin. Il peut se déplacer dans le corps humain grâce à un champ magnétique basse fréquence envoyé depuis l'extérieur, et ainsi transporter des traitements de manière précise ou chauffer des zones atteintes d'hémorragies ou de thromboses. Autre exemple, une équipe de l'université de Tel-Aviv, en Israël, a créé un robot de la taille d'une cellule, capable de se mouvoir dans le corps via une propulsion magnétique. Il peut ensuite identifier des cellules malades, les transporter, nettoyer leur environnement, ou encore insérer un médicament ou un gène dans ces cellules. Si aucun de ses projets n'a encore franchi le seuil des laboratoires, ils démontrent les opportunités offertes par la micro- et la nanorobotique.
L'université de Franche-Comté et le CNRS ont eux choisi de se tourner vers l'industrie avec MiGriBot, un robot miniature présenté début 2023. Il s'agit d'une pince ultra-précise et rapide, "capable de prendre et déposer un objet douze fois par seconde avec une précision de l'ordre du micromètre", décrit Les Échos. Une telle prouesse pourrait trouver des débouchés dans l'électronique, l'horlogerie ou la photonique. "Cette invention fait l'objet d'un brevet qui pourrait être exploité à travers un accord avec l'industrie ou par la création d'une start-up", indique Redwan Dahmouche, l'un des inventeurs du robot.
Poursuivre les expérimentations et améliorer la maîtrise de ces technologies
Malgré des projets qui se multiplient, la miniature robotique n'est pas encore prête pour être déployée à grande échelle. D'autres années de recherche et de tests seront nécessaires avant que ces petits robots n'entrent dans les mœurs de la médecine ou de l'électronique. De plus, l'échelle de l'infiniment petit implique des défis qui ne sont pas toujours pleinement résolus, comme celui du déplacement et du contrôle d'objets aussi microscopiques. "Un des enjeux actuels de la recherche en microrobotique est de développer des systèmes qui permettent ce type de manipulation entre deux échelles : l’échelle cellulaire et celle de l’opérateur", souligne France Culture en amont d'une interview de Redwan Dahmouche et Cédric Clevy.
Plusieurs techniques de manipulation, reposant notamment sur des faisceaux laser, font l'objet d'études. En septembre 2022, des chercheurs de l'Isir, Institut des systèmes intelligents et de robotique, ont publié leurs travaux sur le principe des "pinces optiques", qui permettent de "piéger un objet microscopique avec un faisceau laser", indique CNRS Le Journal. À l'aide d'un joystick, un opérateur peut alors contrôler un microrobot au milieu d'un champ de cellules, déplacer ces dernières, etc. Plusieurs applications biomédicales, notamment dans le traitement du cancer du côlon ou la fécondation in vitro, sont déjà à l'étude.