C’est un événement qui a récemment bouleversé le micromonde des robots : un nanorobot baptisé MiGriBot (Miniaturized Gripper Robot) vient de battre le record du monde de manipulation d’objets. Derrière cela : l’équipe de France emmenée par Redwan Dahmouche.

Rapide comme l’éclair, flexible comme une vraie main et d’une précision chirurgicale, le MiGriBot peut saisir et déplacer un petit objet jusqu’à 720 fois par minute, soit 12 opérations par seconde ! Le minuscule robot travaille avec une précision de l’ordre du micromètre ou du millionième de mètre. Une innovation qui place l’équipe de recherche de RoMoCo à la pointe des nanotechnologies.

Avec plus de 4,2 billions de dollars1 dépensés dans le monde pour le secteur informatique en 2019, la microélectronique est devenue un sujet brûlant sur le marché industriel. Or l’Europe ne représente que 9% de la production de composants électroniques2. Smartphones, ordinateurs, automates industriels et autres possibles objets de notre quotidien : des milliards de produits sont aujourd’hui constitués de microcircuits. Une grande industrie qui nécessite désormais des méthodes d’assemblage très complexes (un smartphone est composé de plus de 500 pièces !) et nécessite des cadences de production croissantes.

Inventer un robot « compact, rapide et précis »

Redwan Dahmouche, maître de conférences à l’Université de Franche-Comté3 et créateur de MiGriBot, explique : « Les méthodes utilisées en robotique coûtent encore cher et il y avait encore beaucoup de progrès à faire en termes de temps et de droit. L’Université de Harvard a sorti le MiniDelta en 2018 mais il n’avait pas la capacité de capturer un objet. En 2020, l’université de Tokyo a pu passer ce stade, mais cette dernière n’a pas dépassé 72 opérations par minute. Le challenge était donc de répondre à ces trois critères pour avoir un robot intégré, rapide et précis. »

MiGriBot, le robot de prise et de dépose le plus rapide du monde

Pour ce faire, les chercheurs devaient d’abord trouver les bonnes pièces. Les bras mécaniques de ce robot à la flexibilité unique sont en polydiméthylsiloxane, un composé chimique qui est également à la base de certaines huiles ou caoutchoucs. Selon la quantité de matière, ce polymère (assemblage de macromolécules) peut prendre différentes formes, de la microfluidique organique à une structure proche du caoutchouc. A voir aussi : La NASA va installer un robot chirurgien sur la Station spatiale, comme dans les films S-F. Une telle élasticité permettait d’alléger la structure et ainsi d’accélérer sa motricité dans la descente des objets. Mais rapidité et précision ne sont pas qu’une question de matière, l’unité de ce modèle dépend du choix de sa structure.

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Une architecture repensée en « parallèle »

Les robots de grande et moyenne taille (de quelques dizaines de centimètres à plusieurs mètres) ainsi que les microrobots utilisés par les industriels sont souvent construits selon une structure en série. Toutes les pièces qui composent les bras mécaniques sont connectées en série. A voir aussi : Robots et intelligence artificielle. Tout (y compris les « actionneurs » ou micromoteurs) est disposé les uns après les autres. Cela ralentit considérablement leur vitesse de traitement.

Les actionneurs MiGriBot sont tous connectés à la base du robot. Par conséquent, les articulations réagissent très rapidement et permettent une très bonne interaction entre toutes les unités.

Ici, notre robot a été assemblé selon une structure dite « parallèle » : « En général, les robots combinent de nombreux processus, explique Redwan Dahmouche. Par exemple, les pinces sont toujours ajoutées automatiquement et constituent une partie importante de l’ensemble. Alors qu’ici, tous les pièces sont une partie importante d’un seul système. » Les actionneurs de MiGriBot sont tous reliés à la base du robot. Par conséquent, les articulations réagissent très rapidement et permettent une très bonne coordination entre tous les groupes.

« Ce qui fait avancer ce robot, c’est qu’il continue sa conception, il repose sur une structure que nous avons complètement développée afin d’utiliser un tel cahier des charges à cette échelle. Un tel choix permettrait de continuer à produire selon le même comme les anciens modèles de la microélectronique. Cela donne la possibilité de produire le poids de dizaines voire de milliers de MiGriBot.

MiGriBot tient l’axe de l’horloge.

Car le projet du groupe de Redwan Dahmouche ne s’arrête pas là : « A terme, on aimerait développer des petites usines capables d’intégrer les structures les plus complexes en microélectronique. Ce n’est pas seulement une question de profit. L’opportunité d’avoir des milliers de microrobots qui réalisent des millions d’opérations par minute peut réduire la consommation d’énergie dans les processus de production.

La possibilité d’avoir 1 m2 de milliers de microrobots qui effectuent des millions d’opérations par minute peut réduire considérablement la consommation d’énergie dans les processus de production.

Si ce procédé est avant tout une réponse à la demande du marché, sa fin semble être ouverte à bien d’autres secteurs comme le rappelle son créateur : « Maintenant, il existe des technologies modernes – rao et un nanocapteur capable de détecter des produits chimiques hautement toxiques dans des zones spécifiques ou des cancers ». des cellules. des êtres vivants. Mais une telle capacité nécessite une structure particulière. » A cette échelle, le nanorobot serait capable de gérer et d’organiser différentes cellules au cours du processus de détection.

Cependant, avec toutes ces compétences, il reste encore un défi de taille pour ces microbras très prometteurs. Désormais, les chercheurs doivent faire face à la question de la consommation d’énergie et des déchets électroniques (estimés à plusieurs dizaines de millions de tonnes par an) : « Aujourd’hui, il faut savoir combien de temps dure cette méthode. Nous n’avons pas encore eu la vision nécessaire pour déterminer la robustesse et la durabilité de ce type de robot. Nous devons nous assurer que cette technologie peut éviter l’obsolescence », conclut Redwan Dahmouche. ♦

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