Des articulations robotisées miniatures susceptibles de piloter vos futures interventions chirurgicales
Les micro-robots ont le potentiel d’occuper une place importante dans nos futurs systèmes de soins de santé. La robotique a déjà ouvert la voie à la chirurgie mini-invasive, comme l’ablation d’une tumeur cérébrale par un petit trou dans le crâne. Le succès de cette chirurgie repose sur le mouvement, la stabilité et le système de contrôle des articulations robotisées. Dans le cadre du projet UWIPOM2 financé par l’UE, les chercheurs ont travaillé à la réduction de cette technologie au niveau du micron, en développant des articulations micro-robotiques miniatures spécifiques pour la chirurgie et d’autres interventions médicales. «UWIPOM2 constituera l’élément clé pour poser les bases de la technologie micro-robotique pour les applications de santé, mais également pour d’autres domaines tels que les nano-satellites, la sécurité, la mécatronique ou la microélectronique», explique Efrén Díez Jiménez, professeur d’ingénierie mécanique à l’université d’Alcalá en Espagne et coordinateur du projet UWIPOM2. «Il existe actuellement des technologies pour les micro-capteurs, les micro-communications et même la microscopie, mais le composant final susceptible d’ouvrir un champ complet de micro-robotique sera les articulations micro-robotiques UWIPOM2», s’enthousiasme le chercheur.
Une articulation micro-robotique alimentée sans fil
La nouvelle technologie UWIPOM2 fonctionne comme une articulation robotique macroscopique, avec un moteur et une tête d’engrenage, et se compose d’aimants et d’une culasse électrique pour produire du magnétisme. L’ensemble du système est alimenté par des ondes électromagnétiques, ce qui confère une autonomie totale à tout outil ou micro-robot qu’il active. «L’articulation robotique est un dispositif nouveau en soi, mais tous ses composants individuels constituent une avancée significative par rapport aux technologies de pointe actuelles», souligne Efrén Díez Jiménez. «Avant ce projet, personne ne pouvait fabriquer des pièces aussi petites et, bien sûr, personne ne pouvait même essayer de les assembler.» Le micromoteur UWIPOM2 offre une densité de couple similaire à celle des moteurs macroscopiques, en plus d’être le moteur le plus fin de l’histoire. Il peut être intégré dans des cathéters ultrafins pour une utilisation dans des interventions chirurgicales mini-invasives. Le moteur s’est avéré résistant dans le temps, avec une durée de vie de plus de 70 heures de fonctionnement à faible régime, il est capable de déplacer des masses supérieures à son propre poids, de tourner à des vitesses très rapides (27 000 tours par minute), de résister à la chaleur interne et de la dissiper efficacement. «Avec les micro-actionneurs et micromoteurs UWIPOM2, il sera possible de créer des cathéters orientables, des systèmes d’ablation par laser ultraprécis, des dispositifs d’IVUS et d’abrasion, parmi d’autres applications médicales possibles», note Efrén Díez Jiménez.
Test de l’appareil
Dans le cadre du projet UWIPOM2, l’équipe a conçu, fabriqué et testé des actionneurs et des moteurs de taille micrométrique capables de fonctionner dans des environnements fluides tels que ceux que l’on trouve à l’intérieur du corps. «Il est important de souligner que chacun des développements nécessaires pour atteindre cet objectif final a représenté un énorme défi technique», déclare Efrén Díez Jiménez. Au fur et à mesure que cette technologie sera développée et un jour introduite dans les systèmes de soins de santé, les chirurgiens disposeront d’outils beaucoup plus précis et ne seront plus aussi dépendants de leur dextérité manuelle lorsqu’ils effectueront des interventions délicates. «Cela pourrait même permettre des interventions de haute précision effectuées à distance, sans nécessiter la présence d’un chirurgien spécialisé dans la salle d’opération», remarque Efrén Díez Jiménez. «De plus, en rendant les outils plus mobiles, il sera possible d’intervenir et d’effectuer des opérations dans des zones difficiles d’accès et pour lesquelles il n’existe actuellement aucune solution.»
Mots‑clés
UWIPOM2, robot, articulation, chirurgie, opérations, sans fil, actionneurs
