Ce robot « changeforme » arrive à passer de liquide à solide

On imagine bien ce robot dans un film de science-fiction. Mais il existe bel et bien, au stade de pur prototype, comme présenté dans des travaux publiés le 25 janvier 2023. C’est un shapeshifter : il peut changer de forme, et plus précisément d’état. Il transite de l’état solide à l’état liquide.

Dans son fonctionnement, il est inspiré du concombre de mer (holothuries), et les ingénieurs lui ont donné l’apparence d’un corps humain — une sorte de Lego. « Donner aux robots la possibilité de passer de l’état liquide à l’état solide leur confère davantage de fonctionnalités », expliquent ses créateurs, en commentaire de l’étude. Ils en ont notamment fait la démonstration en filmant son « évasion » d’une prison factice.

Scientifiquement, ils désignent ce robot comme une « machine à transition de phase solide-liquide magnétoactive ». La capacité de transiter entre le mou et le dur est censé, selon les auteurs, décupler les usages potentiels d’un tel système. C’est le cas dans le domaine électronique, par exemple, pour de la soudure avancée.

Mais l’usage est aussi, et peut-être surtout, biomédical. C’est ce que les auteurs ont testé. En mobilisant ce robot dans la reproduction artificielle d’un estomac humain, ils ont pu le conduire à délivrer des médicaments et même à soustraire un corps étranger. Vous pouvez voir l’expérience dans cette impressionnante vidéo :

Un robot liquide, comment ça marche ?

Pour parvenir à concevoir ce shapeshifter, les ingénieurs ont emprisonné des particules magnétiques dans du gallium. L’avantage de ce métal est son point de fusion très bas, 29 degrés. Il n’y a donc pas besoin d’y associer une source de chaleur trop extrême pour l’activer. Les particules magnétiques, quant à elles, peuvent interagir avec un champ magnétique alternatif : par induction, donc à distance, le matériau peut être chauffé, induisant le changement de phase. Elles permettent également au robot de se mouvoir. En répondant à des directives magnétiques, elles se déplacent, conférant au robot sa mobilité. Avec ce double atout, on peut contrôler les mouvements et l’état du petit Lego robotique.

Ce n’est pas la seule technologie de « changement de phases » dans l’état d’un matériau, mais la première à être conçue ainsi. Et elle a l’avantage d’avoir un état liquide… très liquide, là où d’autres techniques génèrent un état plutôt visqueux. C’est là que cette invention peut s’avérer d’autant plus intéressante en médecine.

« Les futurs travaux devraient permettre d’explorer davantage la manière dont ces robots pourraient être utilisés dans un contexte biomédical », précise Carmel Majidi, l’un des ingénieurs à l’œuvre pour ce robot. « Nous ne présentons que des démonstrations ponctuelles, des preuves de concept, mais des études beaucoup plus poussées seront nécessaires pour approfondir la façon dont cela pourrait réellement être utilisé pour l’administration de médicaments ou le retrait de corps étrangers. »

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