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Des biobots fabriqués à partir de muscles stimulés par les neurones et la lumière

Des biobots fabriqués à partir de muscles stimulés par les neurones et la lumière

De minuscules robots mous qui peuvent naviguer en toute sécurité dans des environnements biologiques comme le corps humain pourraient signifier de grandes choses pour le traitement médical, mais les déplacer dans ces environnements est beaucoup plus facile à dire qu’à faire. Des scientifiques de l’Université de l’Illinois ont trouvé une nouvelle possibilité prometteuse, décrivant des robots biohybrides qui peuvent être propulsés uniquement par un mélange de motoneurones, de tissus musculaires et de lumière.

L’équipe de l’Université de l’Illinois explore ces possibilités depuis un certain temps déjà. Les mêmes scientifiques ont publié un certain nombre d’articles au cours de la présente décennie décrivant des bio-bots synthétiques qui utilisent des cellules cardiaques intégrées qui battent et éclairent les systèmes de propulsion, ce qui leur permet de marcher et de nager par leurs propres moyens.

« Notre première étude sur les nageurs a démontré avec succès que les robots, modelés sur les spermatozoïdes, savaient en fait nager « , explique Taher Saif, professeur de sciences mécaniques et génie. « Cette génération de robots à queue unique utilisait des tissus cardiaques qui battaient seuls, mais ils ne pouvaient pas sentir l’environnement ni prendre de décisions. »

Poursuivant leur travail dans la poursuite de ces capacités, l’équipe a une nouvelle conception qui comporte deux queues au lieu d’une. Les biobots sont constitués d’un échafaudage mou recouvert de tissu musculaire squelettique et de motoneurones sensibles à la lumière provenant de cellules souches de souris. Lorsqu’ils sont exposés à la lumière, les neurones s’enflamment et deviennent des actionneurs qui mettent le tissu musculaire en marche et propulsent le robot en avant.

L’utilisation de tissus musculaires pour alimenter les biobots était l’une des caractéristiques des travaux antérieurs de l’équipe et elle est tout à fait logique. Il est entièrement biodégradable et peut se dilater et se contracter sans qu’il soit nécessaire d’utiliser des piles ou de l’électricité externes. Les versions précédentes utilisaient des signaux électriques pour déclencher ce processus, et l’utilisation des neurones à leur place a été un objectif de longue date pour l’équipe qui espérait les transformer en « machines intelligentes ».

« Ici, nous atteignons ce jalon et démontrons l’activation neuromusculaire d’un nageur biohybride « , écrit l’équipe dans son article. « Cela ouvre la voie au développement de plateformes bio-hybrides incorporées comme modèles pour une meilleure compréhension du contrôle moteur, avec un impact potentiellement large en robotique, en bio-ingénierie et en santé ».

La recherche a été publiée dans la revue Proceedings of the National Academy of Sciences.

Source : Université de l’Illinois

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