Un robot fin comme du papier, alimenté par des cellules musculaires, nage dans un labyrinthe aquatique

Des ingénieurs du MIT, dans le laboratoire de Ritu Raman (professeure associée de génie mécanique), ont conçu un robot nageur biohybride ultrafin, propulsé par du tissu musculaire vivant. Les résultats paraissent dans la revue Advanced Functional Materials, avec Maheera Bawa comme première autrice. Le « squelette » est un film de gel de la taille d'un bâtonnet de chewing-gum, divisé en deux moitiés qui servent de nageoires. Chacune est recouverte d'une couche de cellules musculaires bien plus fine qu'un cheveu, modifiées génétiquement pour se contracter sous l'effet de la lumière. En éclairant l'une ou l'autre nageoire, à intervalles variables, les chercheurs font battre la nageoire avec assez de force pour propulser l'engin et en pilotent la direction et la vitesse. Le robot a franchi un labyrinthe aquatique simple en virant et en pivotant. À son maximum, il parcourt environ quatre longueurs de corps par minute, contre jusqu'à 65 pour un nageur olympique, soit l'allure d'un requin-vache en exploration.

Ce travail est présenté comme le premier robot à locomotion musculaire à la fois bidimensionnel et très mince. Jusqu'ici, les robots biohybrides du groupe et d'autres équipes reposaient sur des blocs 3D de muscle squelettique cultivé en laboratoire, nécessitant des millions de cellules. Une architecture en couche unique pourrait réduire le coût de fabrication et améliorer le rendement mécanique. Pour un lecteur industriel, il faut toutefois rester lucide. La vitesse est dérisoire, la commande dépend d'un éclairage externe, et rien n'indique à ce stade une tenue dans la durée, une alimentation autonome ou une charge utile mesurée. Il s'agit d'une démonstration de laboratoire, qui valide surtout un principe : un tissu vivant très mince peut produire assez de force pour vaincre la résistance de l'eau, bien supérieure à celle de l'air. L'équipe met en avant des applications futures dans des environnements trop fragiles ou imprévisibles pour du matériel conventionnel, grâce à un tissu souple, réactif et capable de se réparer. C'est une perspective, pas une offre commerciale.

Ce résultat prolonge un travail publié l'an dernier par le même groupe : un disque de tissu musculaire inspiré de l'iris, obtenu en estampant un gel de motifs de rainures concentriques et radiales sur lesquels les cellules s'alignaient. Il avait montré qu'on pouvait faire croître le muscle en couche très fine et selon des architectures complexes, mais les déplacements restaient d'environ 100 microns, minuscules du point de vue de la robotique. Le goulet d'étranglement identifié était le support. Le gel de fibrine utilisé alors, ultramou, avait tendance à se rétracter rapidement sous les forces exercées par les cellules. L'optimisation du squelette est donc la clé du gain de force obtenu ici. Les prochaines étapes ne sont pas précisées dans le passage disponible de l'article. La suite logique passera par des gains de vitesse, de durabilité du tissu et de contrôle, sans lesquels ces systèmes resteront des objets de recherche loin des cahiers des charges d'un intégrateur.