Comment déplacer les petits robots dans notre corps ?
Publié par Publication le 17/10/2008 à 01:43
Source: internetactu.net sous Licence Creative Commons by-nc
Illustration: Technion
Il existe de nombreuses recherches basées sur l'idée de petits robots susceptibles d'être avalés, puis capables, une fois dans l'appareil digestif, d'accomplir diverses tâches comme effectuer des diagnostics, voire exécuter un traitement. Il ne s'agit pas vraiment de “nanorobots”, car leurs dimensions (Dans le sens commun, la notion de dimension renvoie à la taille ; les dimensions d'une pièce sont sa longueur, sa largeur et sa profondeur/son épaisseur, ou bien son diamètre si c'est une pièce de révolution.) se situent bien au-dessus du nanomètre, mais il s'agit néanmoins de machines extrêmement petites.

L'exemple de plus connu de ce genre de système est la mini-caméra capable de prendre des photos de l'intérieur de l'organisme après avoir été ingérée. La société israélienne Given Imaging, qui a créé ce type de caméra (Le terme caméra est issu du latin : chambre, pour chambre photographique. Il désigne un appareil de prise de vues animées, pour le cinéma, la télévision ou la vidéo.), travaille actuellement à la rendre pilotable à distance. Un autre groupe, celui de Paolo Dario à Pise, travaille sur la capacité de donner à ces robots caméramen de petites “jambes” analogues à celles des insectes (Insectes est une revue francophone d'écologie et d'entomologie destinée à un large public d'amateurs et de naturalistes. Produite par l'Office pour les insectes et leur environnement (association loi de...) afin de leur permettre de se déplacer le long du tube digestif.


Schéma d'un robot conçu pour nager dans le corps humain (Le corps humain est la structure physique d'une personne.)

Naturellement, de nombreux chercheurs sont tentés de donner à ces mini-robots des pouvoirs accrus, allant plus loin que la simple collecte d'images. Mais leur taille augmenterait en conséquence, ce qui rendrait leur ingestion plus délicate.

Une solution serait de procéder à un autoassemblage: le patient (Dans le domaine de la médecine, le terme patient désigne couramment une personne recevant une attention médicale ou à qui est prodigué un soin.) pourrait avaler séparément les différents modules du robot médical (Un robot médical est un appareil utilisé pour soigner des patients, et s'apparentant par certains aspects à un robot.), et ceux-ci pourraient alors se réunir à l'intérieur de l'estomac (L’estomac (en grec ancien στόμαχος) est la portion du tube digestif en forme de poche,...), où ils disposeraient pour travailler d'un espace plus large. C'est l'objectif que cherche à réaliser un groupe paneuropéen, Ares (Ares est la nouvelle famille de lanceurs civils américains de la NASA.) (auquel collaborent d'ailleurs les français de l'Inria).

Mais l'autoassemblage n'est pas une opération aisée à concevoir. Il faut que les différents composants aient le maximum de chances de se retrouver, puis de s'assembler de la bonne manière. Les chercheurs de l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for Theoretical Physics est un tel institut.) de robotique et des systèmes intelligents, à l'Institut fédéral (ETH) de Zurich, qui participent au projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et l’intégration d’une...) Ares, ont décidé pour cela d'utiliser de petits aimants susceptibles d'attirer les modules les uns vers les autres. Ils ont construit un simulacre d'estomac rempli de liquide (La phase liquide est un état de la matière. Sous cette forme, la matière est facilement déformable mais difficilement compressible.), ont élaboré 12 configurations possibles pour les modules, en faisant varier la taille, le type d'aimant (Un aimant est un objet fabriqué dans un matériau magnétique dur, c’est-à-dire dont le champ rémanent et l'excitation coercitive sont grands (voir ci-dessous). Cela lui donne des...) et la position, et ont effectué une batterie de cinquante tests pour chacune de ces configurations. Comme le montre cette vidéo (La vidéo regroupe l'ensemble des techniques, technologie, permettant l'enregistrement ainsi que la restitution d'images animées, accompagnées ou non de son, sur un support adapté à l'électronique et non de type photochimique. Le mot...), les chercheurs sont arrivés à mettre au point (Graphie) un arrangement (La notion d'arrangement est utilisée en probabilités, et notamment pour les dénombrements en analyse combinatoire.) ayant 90% de chances de s'assembler avec succès...

Les aimants présentent l'avantage de ne pas exiger d'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.) externe pour réaliser l'autoassemblage. Mais l'énergie continue cependant à constituer un problème pour un tel projet. Une simple caméra-pilule voit déjà son volume (Le volume, en sciences physiques ou mathématiques, est une grandeur qui mesure l'extension d'un objet ou d'une partie de l'espace.) occupé à 60% par des piles. Si les robots se mettent à se déplacer, voire à effectuer des opérations, l'afflux d'énergie exigé impliquera l'usage (L’usage est l'action de se servir de quelque chose.) de piles bien plus grosses que permises.

Il faut donc impérativement trouver d'autres ressources. L'une des possibilités est de fournir cette énergie de l'extérieur. Pour cela, on pourrait utiliser des champs magnétiques, encore eux, capables de guider le robot. A Montréal (Montréal est à la fois région administrative et métropole du Québec[2]. Cette grande agglomération canadienne constitue un centre majeur du commerce, de l'industrie, de la culture, de la finance et des affaires...), l'équipe du laboratoire de nanorobotique de Sylvain Martel envisage d'utiliser des machines à Imagerie (L’imagerie consiste d'abord en la fabrication et le commerce des images physiques qui représentent des êtres ou des choses. La fabrication se faisait...) par résonance (Lorsqu'on abandonne un système stable préalablement écarté de sa position d'équilibre, il y retourne, généralement à travers des oscillations propres. Celles-ci se produisent à la fréquence propre du système. Si le...) magnétique (IRM). Avantage, la plupart des hôpitaux possèdent déjà cet appareil. Inconvénient, les champs générés par l'IRM ne sont pas en mesure de guider des objets de moins de 250 micromètres, bien qu'une version perfectionnée pourrait aller jusqu'à 50 micromètres. Cela signifie que certains conduits du corps humain, comme les vaisseaux sanguins, demeureront inaccessibles.

Une autre solution consisterait à utiliser des êtres vivants, des bactéries (Les bactéries (Bacteria) sont des organismes vivants unicellulaires procaryotes, caractérisées par une absence de noyau et d'organites. La plupart des bactéries possèdent une paroi cellulaire glucidique, le peptidoglycane. Les bactéries...), pour guider la micromachine. Reste alors à savoir comment piloter ces bactéries. Alors que Sitti envisage de guider les robots avec des produits chimiques que ces microbes pourraient suivre à la trace (TRACE est un télescope spatial de la NASA conçu pour étudier la connexion entre le champ magnétique à petite échelle du Soleil et la géométrie du...), Sylvain Martel et son équipe envisagent d'utiliser des bactéries “magnétotactiques” susceptibles de s'orienter en fonction des champs magnétiques.

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