Un robot aussi fin qu’une feuille de papier, propulsé par des cellules musculaires vivantes

Un robot qui nage grâce à des muscles vivants

Imaginez un robot si fin qu’il tient entre deux doigts, et dont les mouvements sont assurés non pas par des moteurs, mais par des cellules musculaires vivantes. C’est ce qu’ont réalisé des ingénieurs du MIT avec leur dernier prototype : un robot aquatique de la taille d’un bâton de chewing-gum, dont les deux nageoires sont recouvertes d’une couche de cellules musculaires génétiquement modifiées.

Ces cellules, issues de muscle squelettique, ont été conçues pour se contracter lorsqu’elles sont exposées à la lumière. Résultat : en éclairant alternativement l’une ou l’autre des nageoires, les chercheurs peuvent contrôler la direction et la vitesse du robot, comme on dirigerait un bateau miniature avec une lampe torche.

Une propulsion sans électronique embarquée

Contrairement aux robots classiques, ce prototype n’a pas besoin de circuits électroniques pour fonctionner. Tout le contrôle se fait depuis l’extérieur : un chercheur dirige le robot en déplaçant simplement une source de lumière au-dessus de lui. Les cellules musculaires, stimulées par la lumière, battent les nageoires et propulsent le robot à travers l’eau.

À sa vitesse maximale, le robot parcourt environ quatre fois sa longueur corporelle par minute. Ce n’est pas rapide — un nageur olympique couvre jusqu’à 65 fois sa longueur en une minute — mais c’est suffisant pour naviguer dans un labyrinthe aquatique simple, comme l’ont démontré les tests en laboratoire.

Pourquoi utiliser des cellules musculaires ?

Les robots biohybrides, qui combinent des tissus vivants et des structures artificielles, ne sont pas une nouveauté. En 2016, des chercheurs avaient déjà créé un robot-poisson propulsé par des cellules cardiaques de rat sensibles à la lumière. Plus récemment, en 2022, un autre prototype utilisait des cellules cardiaques humaines pour faire avancer un robot en forme de poisson.

Mais la particularité de ce nouveau modèle du MIT réside dans sa finesse. Alors que les robots biohybrides précédents étaient souvent épais et volumineux, nécessitant des millions de cellules pour fonctionner, ce prototype utilise une seule couche de cellules musculaires, ce qui le rend plus léger et potentiellement moins coûteux à produire.

Un pas vers des robots plus souples et autonomes

Les chercheurs du MIT soulignent que ce design pourrait ouvrir la voie à des robots plus souples, capables d’explorer des environnements trop fragiles ou imprévisibles pour les robots traditionnels. Par exemple, des robots biohybrides pourraient un jour inspecter des récifs coralliens ou des zones polluées, où la rigidité des machines classiques poserait problème.

Pour l’instant, le robot reste un prototype de laboratoire. Les prochaines étapes consisteront à optimiser sa forme pour qu’il nage plus vite et à explorer d’autres applications possibles, comme la surveillance environnementale en milieu aquatique.

Comme le résume Ritu Raman, professeure associée en ingénierie mécanique au MIT et autrice principale de l’étude : « On peut imaginer un robot nageur propulsé par des muscles vivants utilisé pour des tâches comme le monitoring environnemental dans des milieux aquatiques. »