Le robot doux biohybride avec squelette auto-stimulant surpasse les autres biobots

La prochaine génération de biobots de natation peut s'auto-entraîner, montrant une vitesse et une force de frappe

Vue latérale d’un biobot nageur développé à l’IBEC, composé d’un hydrogel chargé de cellules musculaires et d’un squelette en forme de ressort. Ces biobots peuvent s’auto-entraîner, faisant preuve d’une vitesse et d’une force surprenantes. Crédit: IBEC

Une équipe de chercheurs travaillant à l’Institut des sciences et technologies de Barcelone a développé un robot mou biohybride basé sur les muscles squelettiques qui peut nager plus vite que les autres biobots basés sur les muscles squelettiques. Dans leur article publié dans la revue Robotique scientifique, le groupe décrit la construction et le test de leur robot logiciel.

Alors que les scientifiques continuent d’améliorer les capacités des robots mous, ils se sont tournés vers des matériaux naturels tels que les tissus animaux. À ce jour, la plupart des efforts dans ce domaine ont impliqué l’utilisation de muscles squelettiques ou cardiaques, chacun ayant ses forces et ses faiblesses. Les biobots basés sur les muscles squelettiques ont, par exemple, souffert d’un manque de mobilité et de force. Dans ce nouvel effort, les chercheurs espagnols ont développé un nouveau design pour un robot mou basé sur les muscles squelettiques qui surmonte les deux problèmes et est donc capable de nager plus vite que d’autres de ce type.

Pour fabriquer leur biobot, les chercheurs ont utilisé une simulation pour créer une colonne vertébrale à ressort pour une créature nageuse en forme d’anguille. La simulation a permis aux chercheurs d’optimiser sa forme. Ils ont ensuite imprimé en 3D le squelette (qui était fait d’un polymère appelé PDMS) et l’ont utilisé comme échafaudage pour la croissance des muscles squelettiques. Le robot fini mesurait environ 260 micromètres de long – sa forme permettait de se propulser dans une seule direction. Le biobot bouge lorsqu’il est stimulé électriquement; la charge incite le muscle à se contracter, ce qui comprime le ressort squelettique à l’intérieur. Lorsque la stimulation est supprimée, l’énergie du ressort est libérée, poussant le biobot vers l’avant.







Samuel Sánchez, chef de file du projet, explique ce que sont les biobots et comment les chercheurs de l’IBEC ont conçu et bio-conçu ces robots vivants de natation. Crédit: IBEC

Les chercheurs notent que le biobot est capable de nager selon deux modes: côte et rafale. En mode côte, le biobot peut imiter les poissons qui côtoient près du fond d’un ruisseau. En mode rafale, le biobot peut passer rapidement d’un arrêt à un mouvement rapide – beaucoup plus rapidement, affirment les chercheurs, que tout autre biobot basé sur les muscles squelettiques. Les tests ont montré qu’il pouvait atteindre des vitesses allant jusqu’à 800 micromètres par seconde, ce qui se traduit par environ trois longueurs de corps par seconde. Ils notent que ces vitesses se comparent aux biobots actuels basés sur le muscle cardiaque. Ils suggèrent que leur conception pourrait conduire à d’autres nouveaux robots hybrides avec une sortie de force plus élevée qui pourraient être utilisés pour rendre les robots de nage plus rapides ou les robots de travail plus forts.

La prochaine génération de biobots de natation peut s'auto-entraîner, montrant une vitesse et une force de frappe

Vue de dessus d’un biobot, composé d’un hydrogel chargé de cellules musculaires et d’un squelette en forme de ressort. Crédit: IBEC


Des chercheurs construisent des robots microscopiques biohybrides propulsés par des muscles et des nerfs


Plus d’information:
Maria Guix et coll. Robots mous biohybrides aux squelettes auto-stimulants, Robotique scientifique (2021). DOI: 10.1126 / scirobotics.abe7577

© Réseau Science X 2021

Citation: Un robot doux biohybride avec squelette auto-stimulant surpasse les autres biobots (22 avril 2021) récupéré le 22 avril 2021 sur https://techxplore.com/news/2021-04-biohybrid-soft-robot-self-stimulating-skeleton.html

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