Des robots qui poussent comme des plantes ?

Dans la région de Pise en Italie, des scientifiques s’inspirent de la nature pour concevoir un nouveau type de robots qui n’a rien à voir avec le monde de la science-fiction. Dans le cadre d’un projet de recherche européen baptisé Plantoid, ils travaillent sur des racines robotisées dotées des mêmes propriétés que leurs équivalentes naturelles.

Leur conception a d’abord nécessité de mieux comprendre comment les plantes se développent dans le sous-sol et la tâche était loin d‘être aisée, souligne la coordinatrice du projet, la biologiste Barbara Mazzolai, de l’Institut italien de Technologie. “Les racines évoluent dans un environnement très complexe, en profondeur dans le sol,” indique-t-elle, “elles doivent exercer une forte pression pour pousser et elles croissent à partir de l’extrêmité par le biais de ce qu’on appelle l’osmose. Elles gagnent en masse en puisant dans l’eau du sol, en absorbant des éléments et en rejetant des matières et des cellules mortes,” poursuit-elle, “en même temps, elles produisent une sorte de mucus qui favorise leur croissance et leur déploiement sous terre.”

Les chercheurs ont ensuite dû concevoir un mécanisme permettant au robot de s’enfoncer profondément dans le sol. Ce qui revient à lui faire créer sa propre masse à partir d’une matière artificielle. “Dans la nature, les racines se développent par ajout de matière, donc on essaie d’imiter cela en mettant au point ce qu’on a appelé “un système de croissance,” explique Ali Sadeghi, ingénieur mécanique au sein du même Institut. “On alimente le robot avec des filaments artificiels grâce auxquels il peut construire sa propre structure et pénétrer dans le sol, donc l’objet est capable de construire son propre corps,” précise-t-il.

Les racines robotisées élaborées par l‘équipe réagissent comme dans la nature, à des stimuli : elles évitent des obstacles ou des sols riches en métaux lourds tout en cherchant activement des nutriments ou de l’eau. “On reproduit ces déformations tout à fait caractéristiques de deux manières : premièrement, on utilise des fluides électro-biologiques – ce sont des fluides qui deviennent plus ou moins visqueux en fonction de la charge électrique que l’on applique -,” détaille Barbara Mazzolai avant de poursuivre : “deuxièmement, on fait se déformer le robot en superposant des matières plus ou moins artificielles sur ses flancs.”

Pour se repérer dans le sous-sol, les prototypes sont aussi munis de capteurs sophistiqués, fabriqués à partir de matériaux souples et résistants. “Ces capteurs ont été conçus pour décoder et interpréter les informations provenant de l’environnement et d’objets extérieurs,” précise Lucia Beccai, ingénieur électronique. “Les capteurs “savent” quand quelque chose les touche et peuvent évaluer la pression et les forces auxquelles ils sont soumis,” dit-elle.

Les scientifiques ont en tête des applications audacieuses comme un robot flexible, capable de pousser et donc, ajustable qui pourrait être utile dans la chirurgie du cerveau par exemple : il pourrait remplacer les instruments rigides et invasifs existants. “Notre plus grand défi,” déclare Edoardo Sinibaldi, ingénieur en aéronautique, “c’est de réussir à mettre au point un instrument chirurgical capable de pousser qui soit très petit. Le problème,” ajoute-t-il, “c’est que ces outils petits et flexibles peuvent s’avérer moins efficaces et peu adéquats pour réaliser certains gestes ; donc dans le futur, nous devrons élaborer un instrument qui soit à la fois, flexible et plus rigide.”

D’autres débouchés sont possibles en matière d’exploration spatiale et de détection dans le sous-sol, de nutriments, minéraux, pétrole ou encore mines anti-personnel.