Qui aurait pensé que de minuscules algues sous-marines pourraient faire partie de bras robotiques ? Ces bras pourraient ramasser de petits fragments de pierre. Ensuite, ils les placeraient dans des paniers flottants grâce à la lumière.
Cela ressemble à de la science-fiction. Pourtant, des chercheurs de l'Université Technologique de Delft, aux Pays-Bas, ont créé un bras robotique souple. Ce bras est recouvert de ces plantes. Il est capable de saisir et de soulever des objets. Les résultats de cette recherche ont été publiés dans Nature Communications.
Cet appendice minuscule effectue des mouvements de flexion. Ces mouvements peuvent être contrôlés par la lumière. Il s'agit d'une bande faite de deux couches différentes d'hydrogel. Des microalgues poussent sur sa surface. La bande mesure 2 centimètres de long et 1 millimètre d'épaisseur. Quand elle est exposée à des lumières, elle peut se plier en avant et en arrière.
Soulever de petits objets
Les auteurs expliquent que le mouvement de ce robot peut servir à des tâches simples. Par exemple, il peut saisir et manipuler de petits objets. C'est particulièrement utile sous l'eau. Dans cet environnement, ces tâches sont compliquées.
Pour montrer son utilité, les chercheurs l'ont utilisé. Ils ont attrapé et soulevé un anneau en caoutchouc. Ils ont aussi saisi une petite sphère métallique.
Ce petit dispositif peut imiter les mouvements de la nature. Il pourrait donc être utilisé dans des stores ou des appareils agricoles. Ces appareils changeraient de forme ou d'orientation avec la lumière. Les chercheurs voulaient étudier comment intégrer des cellules vivantes dans des matériaux fonctionnels.
Comment font-ils ?
Les microalgues agissent sur le dispositif grâce à leur métabolisme. Ce métabolisme dépend de la lumière.
Quand les algues sont exposées à la lumière, elles rendent le réseau de polymères chargé d'ions. Cela fait plier l'actionneur à double couche. Dans le noir, par la respiration, elles libèrent du CO₂. Cela inverse la déformation.
Ces processus changent le pH des couches d'hydrogel de manière différente. C'est ce qui fait plier la bande, explique Fan Jiang. Il est le premier auteur de l'étude et chercheur dans l'université néerlandaise.
« Quand la lumière s'éteint, le combustible des cellules est utilisé en libérant du CO₂. Cela fait baisser le pH. En 10 secondes, l'appendice commence à se plier dans l'autre sens », précise-t-il.
Autonomes et sensibles à l'environnement
Cette nouvelle technologie pourrait aider à créer des systèmes robotiques souples. Ces systèmes seraient plus autonomes et sensibles à leur environnement à long terme.
Les microalgues sont des organismes semblables aux plantes. Elles se maintiennent elles-mêmes. Elles utilisent la lumière comme source d'énergie par photosynthèse. Le dispositif peut donc fonctionner longtemps avec peu d'énergie extérieure. « Il ne faudrait pas beaucoup d'énergie pour faire fonctionner un système basé sur cette technologie », explique Mari-Eve Aubin Tam. Elle est responsable du projet et chercheuse dans la même université.
« C'est passionnant de pouvoir observer l'activité métabolique des micro-organismes de cette façon. C'est aussi intéressant de voir comment les matériaux synthétiques transforment les réponses biologiques des algues en mouvement », exprime-t-elle.
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