Des chercheurs de l’ETH ont développé de nouveaux actionneurs musculaires capables de faire sauter, nager, marcher ou saisir de petits objets à des robots biohybrides. Leur avancée repose sur une idée simple : concevoir dès le départ le muscle vivant et son support artificiel comme un seul système.
Les bioactionneurs associent du tissu musculaire squelettique cultivé à partir de cellules de souris à une structure souple en hydrogel. Les chercheurs utilisent des simulations informatiques pour déterminer la forme du muscle, sa position et les propriétés du support afin de maximiser le mouvement produit par chaque contraction. Les structures sont ensuite fabriquées par impression 3D à la lumière grâce à une technique appelée xolographie.
Les actionneurs obtenus, longs d’environ 1,5 centimètre, peuvent atteindre une amplitude de mouvement jusqu’à onze fois supérieure à celle de dispositifs antérieurs utilisant une quantité comparable de tissu musculaire. Un prototype est ainsi parvenu à bondir d’environ cinq millimètres, tandis qu’un robot marcheur s’est déplacé à 6,2 millimètres par seconde.
La technologie reste toutefois expérimentale. Les muscles doivent être maintenus dans une solution nutritive et les systèmes plus grands nécessiteraient un réseau artificiel capable d’apporter oxygène et nutriments, à l’image d’un système vasculaire.
Publiés dans Nature Communications, ces travaux associent principalement le Soft Robotics Laboratory de l’ETH, l’ETH AI Center et la Hong Kong University of Science and Technology (Guangzhou). Ils illustrent le potentiel d’une robotique combinant tissus vivants, matériaux souples et conception assistée par ordinateur.