Ces micro-robots injectables pourraient révolutionner la médecine

Science

Par Antoine Gautherie le

Des scientifiques américains ont mis au point un système permettant de produire massivement des micro-robots capables de se déplacer. Assez petits pour être injectés, ils pourraient devenir des acteurs de premier plan de la médecine du futur.

Nous avons tous déjà vu des œuvres de science fiction qui parlaient d’un essaim de nano-robots, tantôt utilitaires, tantôt destructeurs. Aujourd’hui, notre technologie ne nous permet pas encore d’arriver à cette échelle de taille. Mais après 50 ans de loi de Moore, la recherche s’en rapproche : des scientifiques de l’Université de Cornell ont réussi à créer des robots microscopiques à base de semi-conducteurs qui peuvent être produits en masse. Le papier de recherche est disponible ici.

Ces petits robots sont minuscules : ils mesurent environ 40×50 micromètres, pour 5 microns d’épaisseur. À titre de comparaison, le diamètre d’un cheveu moyen est de 75 microns ! Mais cette taille ne les empêche pas de disposer de quatre petites pattes mobiles et des cellules solaires sur le dos. Ce n’est pas la première fois que des robots microscopiques sont produits. En revanche, ce sont les premiers à être équipés de vrais actionneurs (« acutactors ») électrochimiques, qui répondent aux contrôles électroniques standard. C’est une vraie avancée, qui permet de contrôler ces engins microscopiques avec une grande précision. Le principe est simple : il suffit de pointer un faisceau laser sur une cellule solaire pour actionner les pattes correspondantes, et vous obtenez un minuscule ordinateur à pattes !

Un de ces petits robots en pleine vadrouille. A gauche, une petite bactérie (paramécie). © Cornell University

Un essaim d’ouvriers multifonctions

Ces petits avortons ne payent pas de mine, mais ils ne manquent pas d’avantages. Pour commencer,  ils peuvent opérer à des tensions et puissances très bas (200 microvolts et 10 nanowatts !). C’est un avantage important, car à terme, ils sont voués à fonctionner en autonomie. Ils sont également si petits et économiques en matériaux que les chercheurs peuvent en produire plus d’un million à partir d’une plaque de 10 cm de silice. Pour ce faire, la plaque de silice est introduite dans une sorte de presse qui va déposer les différents éléments conducteurs, puis les fameuses « pattes » électrochimiques, avant d’enfermer le tout dans une couche de silicce. Le tout est intégré à une couche de substrat qui sera ensuite dissoute pour libérer les robots.

Une plaque de silice de 10cm peut accueillir plus d’un million de robots. Le « cadre » est ensuite dissout pour les libérer. © Cornell University

La base potentielle d’une technologie révolutionnaire

Certes, ce papier ne présente qu’une preuve de concept. Mais cette technologie pourrait révolutionner de nombreux domaines une fois arrivée à maturité. On peut par exemple imaginer de très nombreuses applications en médecine. Imaginez un patient atteint du cancer, avec une tumeur logée dans les profondeurs du cerveau. Bien souvent, même les meilleurs chirurgiens ne peuvent rien dans ce cas de figure. Mais avec cette technologie, point de bistouri. Il suffirait d’injecter, ou d’avaler une pilule remplie de micro-robots qui iraient dépiauter minutieusement la tumeur, cellule par cellule. Un avantage inimaginable par rapport aux chimiothérapies et radiothérapies actuelles, qui causent des dégâts collatéraux considérables. De la même façon, ils pourraient aussi fragmenter des caillots sanguins, réparer des lésions, partir à la chasse aux bactéries, lutter contre des maladies auto-immunes… Les possibilités sont quasiment infinies.

Des micro-robot à la sortie d’une seringue. © Cornell University

Mais si les prototypes fonctionnent à merveille, il reste une montagne d’obstacles pratiques avant de pouvoir les utiliser in-vivo. Pour commencer, il faudra trouver un moyen de les alimenter sur le long terme. La technique du laser fonctionne bien, mais on se rend vite compte qu’elle est inutilisable une fois le robot injecté. Ces mini-batteries s’annoncent déjà comme un casse-tête d’envergure. Et pour les rendre autonomes, l’énergie ne suffira pas. Il faudra également leur implanter un système de communication et un “cerveau” électronique pour qu’ils puissent se coordonner, effectuer leur tâche, puis fournir des données en retour (pourquoi pas avec un Neuralink ?). Vous l’aurez compris, le plus dur reste à faire. Mais il s’agit tout de même d’une base de travail fantastique, dont les retombées pourraient révolutionner la médecine et les nanotechnologies en général.

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