Composants biohybrides : Le tissu musculaire fait marcher les jambes d'un robot

Des chercheurs japonais ont relié des tissus musculaires cultivés en laboratoire à des jambes artificielles, les ont stimulées pour qu'elles bougent et les ont contrôlées. Grâce à des impulsions électriques, l'équipe de Shoji Takeuchi de l'Université de Tokyo a fait marcher les masses de membres miniatures dans un réservoir d'eau, comme elle l'a rapporté le 26 janvier 2024 dans une publication du journal Matter. Les expériences fournissent des indications sur la manière dont les composants biologiques et techniques peuvent être combinés afin de concevoir des robots "biohybrides" plus compacts et plus efficaces.

Les scientifiques ont d'abord fait croître des cellules de muscle squelettique dans une boîte de Pétri. Ils ont ensuite attaché les cordons musculaires à deux jambes souples en silicone de plusieurs centimètres de long. Lorsqu'ils ont soumis cette construction à des chocs électriques ciblés, le tissu s'est contracté et la paire de jambes a fait de minuscules pas en avant. Les images et les vidéos de ces expériences sont certes plus mignonnes que spectaculaires - des images bien plus impressionnantes de machines humanoïdes techniquement très avancées circulent sur Internet. De tels robots ultra-performants peuvent déjà marcher et maîtriser d'autres mouvements complexes. Mais ils sont loin d'être aussi polyvalents que l'homme. En particulier, ils ne contiennent pas de composants biologiques, qui peuvent fonctionner en consommant moins d'énergie et en prenant moins de place que les composants mécaniques. Combiner les deux pourrait donc apporter des progrès décisifs à long terme, même si les premières tentatives semblent encore maladroites.

Le groupe de recherche de Takeuchi est considéré comme l'un des leaders dans le domaine de la robotique biohybride et fait depuis longtemps la une des journaux avec divers systèmes de ce type, comme en 2010 avec capteurs d'odeur à cellules de grenouille et en 2013 avec organes artificiels. En juin 2022, une publication sur la peau auto-cicatrisante cultivée qui enveloppait un doigt robotique a également attiré l'attention. Cela a fait naître des associations avec la série de films "Terminator" et son robot tueur fait de "tissus vivants sur un endosquelette métallique".

Les jambes biohybrides font de petits pas

Les images de ce nouveau développement issu du laboratoire de Tokyo montrent toutefois à quel point de telles idées sont encore loin de la réalité. Pour que les petites jambes semblables à des jouets s'agitent, les minces cordons musculaires doivent être stimulés électriquement manuellement pour chaque pas. Une impulsion de ce type est donnée toutes les cinq secondes par un câble électrique, de sorte que les membres ne parcourent guère plus de cinq millimètres en une minute. Il leur faut autant de temps pour effectuer un virage à 90 degrés. Ils sont alors suspendus dans un réservoir d'eau, car les muscles ont besoin d'être constamment irrigués. Pour obtenir des tissus plus épais et plus forts, qui fonctionnent également à l'air libre, il faudrait qu'un système de circulation intégré apporte des nutriments aux cellules. Selon un communiqué, l'équipe de Takeuchi prévoit d'intégrer des électrodes dans le robot pour une stimulation plus rapide et plus ciblée, et travaille également sur l'apport de nutriments. Mais pour l'instant, la recherche sur les organismes cybernétiques continue de progresser à pas de tortue.

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