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Posté par Redbran le Mercredi 13/09/2017 à 12:00
Un regard sur l'avenir avec le premier iris artificiel autonome
Que ce soit dans les télécommunications ou le traitement de l'information, la science de la photonique a des applications dans de nombreux domaines de la vie quotidienne. Financé par l'UE, le projet PHOTOTUNE a récemment mis en évidence son potentiel pour des applications médicales, ainsi que pour la prochaine génération de robots.

Des chercheurs du projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et...) PHOTOTUNE ont récemment publié dans la revue Advanced Materials une étude annonçant la création d'un iris artificiel capable de réagir à la lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs d'onde de 380nm (violet) à 780nm (rouge). La lumière est intimement liée...) d'une façon très similaire à l'œil humain. Pour fabriquer cet iris, ils ont exploité une technique de photoalignement (également utilisée pour les écrans de certains téléphones mobiles) en conjonction avec des élastomères à cristaux liquides (Un cristal liquide est un état de la matière qui combine des propriétés d'un liquide conventionnel et celles d'un solide cristallisé. On exprime son état par le terme de mésophase.) sensibles à la lumière (LCE ou réseaux de chaînes polymères).

Ce qui distingue cette invention, c'est sa capacité à fonctionner de façon plus autonome que les réalisations précédentes, car elle ne dépend pas de systèmes de détection de lumière ou de sources d'alimentation externes. Selon le professeur agrégé Arri Priimägi, responsable du groupe de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique, la recherche scientifique désigne...), "un iris autonome pouvant ajuster de façon indépendante sa forme et la taille de son ouverture en réponse à la quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire, vecteur, nombre d’objets ou d’une autre manière de dénommer la valeur d’une collection ou un groupe de...) de lumière entrante est une innovation dans le domaine des matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets.) déformables par la lumière."

Explorer les applications biomédicales potentielles

L'iris est un tissu oculaire (Un oculaire est un système optique complémentaire de l'objectif. Il est utilisé dans les instruments tels que les microscopes ou les télescopes pour agrandir...) qui contrôle (Le mot contrôle peut avoir plusieurs sens. Il peut être employé comme synonyme d'examen, de vérification et de maîtrise.) la quantité de lumière arrivant dans l'œil en agissant sur la taille de la pupille (Dans l'œil, la pupille est le trou situé au milieu de l'iris. Il nous apparaît noir étant donné que la majorité de la lumière entrant à l'intérieur de l'œil...) de l'œil. Pour bénéficier d'une vision de bonne qualité et d'une bonne définition (Une définition est un discours qui dit ce qu'est une chose ou ce que signifie un nom. D'où la division entre les définitions réelles et les définitions nominales.), il est essentiel que la rétine (La rétine est l'organe sensible de la vision. D'origine diencéphalique, elle est une mince membrane pluri-stratifiée d'environ 0,5 mm d'épaisseur couvrant environ 75 % de la face interne du...) reçoive la bonne quantité de lumière. Comme l'indique le professeur Priimägi, "L'iris artificiel ressemble un peu à une lentille de contact et son centre s'ouvre et se referme en fonction de la quantité de lumière qui vient le frapper."

Le même procédé est exploité par les appareils photo. Mais les appareils photo utilisent des systèmes de détection de lumière pour ajuster l'intensité de la lumière entrante. Celle-ci frappe ensuite le capteur (Un capteur est un dispositif transformant l'état d'une grandeur physique observée en une grandeur utilisable exemple : une tension électrique, une...) d'image des appareils numériques ou la pellicule des appareils analogiques, ce qui permet de produire des images de haute qualité.

L'application médicale la plus évidente de ce dispositif concerne le traitement des défauts de l'iris, mais les chercheurs reconnaissent qu'il reste beaucoup de travail pour affiner la technologie (Le mot technologie possède deux acceptions de fait :) avant de pouvoir la mettre en service. Comme l'explique le professeur agrégé Priimägi "Notre prochain objectif est de permettre à l'iris de fonctionner aussi en milieu aqueux. Un autre objectif important consistera à augmenter la sensibilité du dispositif afin qu'il réagisse à de plus petites variations de la quantité de lumière entrante. Ces développements seront les prochaines étapes vers d'éventuelles applications biomédicales."

La photonique annonce l'ère des "robots mous"

Plus largement, le projet PHOTOTUNE (Tunable Photonic Structures via Photomechanical Actuation) a été mis en place pour développer une série de matériaux à base de polymères et de cristaux liquides, fonctionnels et réagissant aux stimuli, avec un accent particulier sur les systèmes contrôlables par la lumière. Les chercheurs s'intéressent en particulier à l'exploration (L'exploration est le fait de chercher avec l'intention de découvrir quelque chose d'inconnu.) des applications potentielles dans le domaine de la "robotique molle".

Plus tôt dans l'année (Une année est une unité de temps exprimant la durée entre deux occurrences d'un évènement lié à la révolution de la Terre autour du Soleil.), l'équipe a publié dans la revue Nature Communications une étude concernant leurs travaux pour développer un dispositif de préhension en polymère activé par la lumière. Ils ont comparé le fonctionnement de ce dispositif à celui d'une dionée attrape-mouche, l'utilisation de leur technologie commandée par la lumière réalisant ce qu'ils appellent un "actionnement par rétroaction". Le dispositif peut ainsi reconnaître les objets de façon autonome et sélectionner des objets en fonction de caractéristiques prédéterminées.

Pour plus d'informations voir:
- page web (Une page Web est une ressource du World Wide Web conçue pour être consultée par des visiteurs à l'aide d'un navigateur Web. Elle a une adresse Web. Techniquement, une page Web est souvent...) du projet sur CORDIS
- Self-Regulating Iris Based on Light-Actuated Liquid Crystal Elastomer
- A light-driven artificial flytrap

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Source: CORDIS-Europa