Microrobotique - Définition

Histoire et prospective

L'origine première de la micro-robotique est peut-être à trouver chez les petits automates puis dans la science-fiction.

La microrobotique est une discipline encore très émergente.
Mais des micro-robots expérimentaux existent déjà.
Bien que de conception assez simples, certains peuvent déjà par exemple se déplacer sur l'eau comme les gerris ou grimper sur les murs.

Les nanocomposants et nano-moteurs qui apparaissent depuis les années 1990 semblent laisser envisager la création de nanorobots plus sophistiqués dans les années ou décennies à venir. Certains prospectivistes envisagent même une convergence (dite « NBIC ») des technologies de miniaturaisation, informatique, biologie et communication.

Une tendance pourrait être celle du développement de moteurs biologiques comme sources d'énergie, qui utiliserait par exemple des bactéries comme Serratia marcescens appartenant au genre Serratia, capables de consommer de l'énergie chimique trouvée dans son environnement et utilisable pour actionner le dispositif robotique. Les biorobots pourront aussi être directement contrôlée par des stimuli tels que le chimiotactisme ou la galvanotaxie.

Des connexions sans fil (par exemple de type Wi-Fi dans les réseaux domotiques) vont rapidement augmenter la capacité de communication des microbot avec leur environnement, ce qui pourrait leur permettre de réaliser des tâches plus complexes et plus coordonnées.

En 2008, on arrivait à sommairement orienter et commander (par exemple pour les faire s'assembler par deux ou par quatre et à distance 2 ou 4 microrobots rudimentaires plus fins que le diamètre d'un cheveux

Usages possibles

On espère qu'ils puissent accomplir automatiquement des tâches dangereuses, pénibles, répétitives ou impossibles pour les humains (dans de petits espaces, dans le vide), soit des tâches plus simples mais en les réalisant mieux que ce que ferait un être humain.

Les prospectivistes imaginent qu'ils puissent être utilisés comme

• robot industriel et technique (capable par exemple de construire de très petites pièces ou mécanismes, de diagnostiquer ou réparer l'intérieur d'une machine sans la démonter, d'inspecter une tuyauterie par l'intérieur, etc. On les imagine éventuellement capable de travailler dans le vide ou en l'absence d'air, etc.)
• robot aspirateur ou ménagers plus petits et plus discrets que ceux qui existent actuellement
• robot ludique (robots pédagogiques à programmer... Pour l'instant, ils n'existent que sous forme de jouets à l'effigie de robots, mais qui n'en sont pas eux-mêmes) ou robots pédagogiques de type BEAM (acronyme de « Biologique Électronique Esthétique et Mécanique ») sont des robots peu intelligents, sans microcontrôleur ou programme embarqué d'aucune sorte ; Un ressort ou un simple élastique peuvent être une source d'énergie mécanique pour les petits projets expérimentaux.
• Robot médical ou d'assistance médicale. un micro-robot pourrait peut-être un jour opérer dans un organisme vivant.
• micro-sondes spatiales ou mico-robots à envoyer dans l'espace pour économiser le volume occupé et la charge à emporter dans l'exploration spatiale

Autonomie

Pour être autonome, le micro-robot doit disposer :

• de capteurs suffisamment efficaces (micro ou nanocapteurs)
• d'une autonomie énergétique qui nécessite des micro-piles performantes, une faible consommation d'énergie ou une capacité à trouver et exploiter une source externe d'énergie (solaire, faisceau micro-onde, source d'hydrogène alimentant sa pile à hydrogène, capacité biomimétique à extraire de l'énergie de la matière organique.. ). Un moyen d'économiser de l'énergie est de faire en sorte que les différentes fonctions d'un microrobot ne soit activées que lorsque cela est nécessaire, et de manière optimale. Le reste du temps elles sont mises en veille, ce qui ne l'empêche éventuellement pas de se déplacer de manière passive (emporté par le vent, le courant, un véhicule..)
• d'un système d' intelligence embarquée (individuelle ou collective dans le cas de robots aux fonctions complémentaires travaillant de concert, à la manière des fourmis d'une fourmilière) et/ou de communication permettant des interactions ou un pilotage à distance.
  Le programme d'instructions doit être assez sophistiqué pour répondre à la survenue d'événements basiques et de modifications de l'environnement (stimuli) et y répondre (individuellement ou collectivement, comme le feraient par exemple des fourmis dans une fourmilière) par réactions appropriées.

Les microrobots dans la littérature et le cinéma

Divers auteurs de science-fiction et de cinéma utilisent dans leurs romans, nouvelles ou films des micro voire des nanorobots, par exemple sous forme de micro-drones.