Des chercheurs créent un robot capable de passer de l’état solide à l’état liquide

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Des chercheurs de l’Université Carnegie Mellon à Pittsburgh et de Sun Yat-sen et Zhejiang en Chine viennent de concevoir un robot capable de passer de l’état solide à liquide. Semblant sortir tout droit d’un film de science-fiction, ce robot, encore à l’état de prototype, marque une véritable avancée dans le monde scientifique, mais pourrait aussi, à terme, révolutionner le domaine de la médecine.

Passer de l’état solide à l’état liquide

Présenté le 25 janvier dans la revue scientifique Matter, ce robot issu des recherches communes d’universités chinoises et américaines se démarque de ses confrères grâce à sa capacité à changer de forme. Dans son fonctionnement, les chercheurs se sont directement inspirés d’animaux marins comme le concombre de mer ou la pieuvre, qui peuvent modifier la rigidité de leurs tissus en seulement quelques instants.

Pour y parvenir, les ingénieurs ont créé ce robot en emprisonnant des particules magnétiques dans du gallium. Un métal idéal qui possède un point de fusion très bas à 29 degrés et qui ne nécessite pas de forte chaleur pour être activé. Les particules magnétiques, quant à elles, entrent en contact avec un champ magnétique alternatif, qui permet au matériau d’être chauffé. Il peut ensuite changer de phase, en passant de l’état solide à l’état liquide lorsqu’il est chauffé, puis à nouveau à l’état solide à température ambiante.

Les particules magnétiques permettent également au robot de se mouvoir en répondant à des directives magnétiques. Ces champs magnétiques sur mesure exercent leur force sur de minuscules pièces magnétiques situées à l’intérieur du robot, lui permettant ainsi de s’étirer, se déplacer ou encore de prendre la forme d’une flaque mouvante.

Dans sa version de prototype, très similaire à l’apparence d’un corps humain sous forme de Lego, le robot dispose d’une force de 21,2 mégapascals et d’une rigidité de 1,98 gigapascals. Il est déjà capable de se déplacer à une vitesse de plus de 1,5 m/s (5,4 km/h) et de soutenir des charges d’une trentaine de kilogrammes.

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Des utilisations possibles dans le médical

Pour tester les différentes utilisations possibles, les scientifiques ont déjà eu recours à plusieurs expériences. Ainsi le robot a pu être utile pour réaliser des tâches dans des lieux difficiles d’accès, en tant que vis mécanique pour assembler des pièces ou encore pour reboucher des trous en passant de sa forme liquide à solide pour s’adapter au mieux. Le robot a également pu être utilisé comme une machine à souder capable de manipuler et fusionner des composants électroniques pour assembler et réparer des circuits.

Sa capacité à changer d’état lui a même permis de s’échapper d’une cage en fondant pour traverser les barreaux, avant de retrouver sa forme initiale.

Mais selon les équipes de chercheurs, le robot pourrait surtout être utilisé dans des applications médicales. En effet, le robot pourrait par exemple être utilisé pour administrer des médicaments dans le corps humain. Ainsi le principe actif d’un médicament serait enfermé dans le robot, lui permettant ensuite de le libérer de façon ciblée, avant d’être lui-même évacué grâce à un champ magnétique. Il pourrait également être utile pour retirer un corps étranger plus facilement, ou encore pour aider à soigner des fractures en s’adaptant à la forme des os pour parvenir à les souder.

Une utilisation qui nécessiterait cependant le recours à un métal non toxique pour le corps humain, ce qui n’est pas le cas du gallium, et avec un point de fusion plus élevé que la température corporelle. Des études plus poussées seront donc nécessaires pour approfondir les possibles utilisations futures dans un contexte biomédical, mais également pour mettre au point des solutions permettant de suivre la position du robot à chaque étape dans le corps de patients.

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Ces premières expériences, réussies avec succès, ouvrent la voie à de nombreuses possibilités de développement de nanorobots à l’avenir. Un domaine dont on a beaucoup entendu parler ces dernières années et qui devrait prendre de plus en plus d’importance dans les années à venir.

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