Microrobotique

Elle doit permettre au robot de se mouvoir et interagir avec son environnement, avec par exemple:

• Des interfaces haptiques, qui permettent au robot d'adhérer à un robot, et éventuellement de saisir des objets, de s'assembler à un autre microrobot, ou de s'ancrer à un substrat ;
• des micromoteurs permettant à des éléments mobiles de bouger suivant un ou plusieurs degrés de liberté ;
• des micro-gyroscopes ou dispositifs alternatifs remplissant des fonctions proches sont recherchés ;
• des modes de déplacements innovants ; Par exemple, comme le font des gerris, des microrobots peuvent déjà se déplacer sur l'eau en profitant de la tension superficielle de ce "substrat" liquide. On tente aussi d'imiter les ventouses des geckos, de manière à permettre à un robot de plusieurs grammes ou dizaines de grammes de marcher au plafond ou sur n'importe quel support (Programme Geckohair du Nanolab[2] du Carnegy Mellon university). Des étudiants travaillent à des systèmes d'adhésion s'adaptant à divers degrés de pente, permettant une marche suspendue (au plafond, sous une feuille...)[2].

Une des sources d'inspiration de la robotique est la Nature elle-même qui a testé de très nombreux mécanismes et comportements, dont certains intéressent la robotique[3]. Imiter le fonctionnement des réseaux de neurones et des centres nerveux et des générateurs centraux de la moelle épinière d'animaux primitifs permet déjà d'imiter certains mécanismes tels que marche, natation, course, reptation. Les groupes de muscles sont remplacés par des servomoteurs, mais qui sont animés en reproduisant les mouvements et le rythme de la marche, nage, reptation ou la course selon les impulsions distribuées aux microcircuits informatiques qui imitent le réseau nerveux.

L'imitation va parfois déjà plus loin encore. par exemple:

• Le Nanolab travaille à identifier et reproduire certaines molécules colloïdales très adhésives synthétisées par des animaux (escargots, limaces, certains coléoptères [4]peuvent fortement mais provisoirement adhérer à un support grâce à de telles molécules). Il développe une instrumentation adaptée à la mesure des performances de ce type d'adhésif [5].
• le nanolab a produit un petit robot en forme de tank, muni de chenilles adhésives, qui peut grimper sur les murs en s'y collant[6] ;
• Le nanolab a également développé des micro-Fibrilles Adhésives permettant une adhésion très renforcée sur un plan non horizontal[7], mais une performance qu'on est loin de savoir reproduire est la capacité des systèmes vivants à cicatriser, s'alimenter et se reproduire, capacités qui posent par ailleurs des questions éthiques nouvelles, qui débordent du champ habituel de la bioéthique.
• Un robot inspiré de la salamandre évolue facilement d'un milieu aquatique à terrestre[8] - [9] ; Un poulet peut continuer à courir de manière réflexe alors qu'il a la tête coupée, ce qui montre que la colonne vertébrale et sa moelle épinière comportent les centres moteurs essentiels.
• Des robots (salamandre ou serpent) imitent la reptation[8]. Sur ce principe, Joseph Ayers(Northeastern University à Boston) a également développé des robots qui imitent les mouvements de la lamproie et du homard.

Les microprocesseurs permettent l'exécution de logiciels informatiques donnant son autonomie au robot. Des microprocesseurs à très faible consommation sont nécessaires pour les microrobots, car ils doivent rester légers et ne peuvent pas emporter avec eux une source importante d'énergie.

Des chercheurs ont réussi à animer un robot, ou plus précisément à faire réagir le robot à des obstacles ou à la lumière grâce à des cultures de neurones de rats[10].

Ils doivent permettre au robot de se situer (ou de le situer) dans son environnement ;
Ce sont par exemple des cellules réagissant à la lumière, des capteurs de température, pression, ondes, des antennes radio, etc. voire une micro-caméra.

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 simples 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.

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.

• Notices d'autorité :

  • Tchéquie
• Notice dans un dictionnaire ou une encyclopédie généraliste :

  • Universalis
• (fr) Institut FEMTO-ST - Département AS2M
• (en) Nanolab du Carnegy Mellon university
• (fr) Les recherches en robotique au CNRS