Les microrobots sont longtemps restés dans le domaine de la science-fiction, de minuscules machines intelligentes capables d’intervenir à l’intérieur du corps, pour le bien ou pour le mal… Dans le monde réel, s’il existe désormais quelques robots microscopiques, ils ont généralement besoin d’une alimentation externe et d’être pilotés à distance.

Dans un article publié dans la revue Science Robotics, des chercheurs des universités de Pennsylvanie et du Michigan ont mis au point des robots microscopiques autonomes et programmables. Chacun mesure 0,2 x 0,3 millimètre, pour une épaisseur de 50 micromètres. Malgré leur petite taille, ces machines sont équipées d’un processeur, de mémoire, de capteurs, s’alimentent par la lumière et se déplacent en nageant. Chacun est alimenté par des photodiodes qui recouvrent la surface, fournissant une puissance de 75 nanowatts.

À gauche un microrobot seul sur le bout d’un doigt. Au milieu une feuille contenant de nombreuses machines. À droite les différents composants qui constituent un microrobot. © Marc Miskin et Maya Lassiter, University of Pennsylvania

Un procédé de fabrication similaire aux processeurs

Pour créer ces robots, les chercheurs se sont servis de la technique de fabrication CMOS, avec une gravure en 55 nanomètres, la même technologie utilisée pour la fabrication des processeurs. Cela permet de créer une feuille contenant de nombreux petits robots, et d’intégrer toute l’électronique sur une seule puce, réduisant la taille, la complexité et l’énergie nécessaire. À cette échelle, le déplacement dans l’eau est difficile. Les chercheurs ont donc inversé le mécanisme. Les robots produisent un champ électrique qui déplace les ions autour du robot, ce qui entraîne un mouvement du liquide.

Les microrobots sont très durables, pouvant fonctionner pendant des mois, et coûtent moins d’un dollar pièce. Chacun peut être programmé individuellement via la lumière. Les chercheurs les ont testés dans un liquide dont une zone est un peu plus chaude que le reste. Les machines ont pu détecter la différence de température et naviguer jusqu’au point le plus chaud. Pour les chercheurs, ce n’est que la première étape. Maintenant qu’ils ont montré qu’il est possible de combiner capteurs, processeur et moteur dans une machine presque invisible à l’œil nu, ils comptent explorer toutes les possibilités de ces microrobots.