Microrobots autonomes coopérant dans le cadre de nano-manipulations
Les progrès scientifiques et technologiques croissants dans les domaines de la biotechnologie et de la nanotechnologie requièrent le développement simultané de la micro et de la nano-robotique. Plusieurs techniques de détection et de d'actionnement prometteuses ont été conçues afin de permettre la détection et la manipulation d'objets de taille micro et nanoscopique tels que des cellules biologiques, des neurones, des nanotubes et d'autres nanostructures. En outre, des mécanismes de mouvement et des plates-formes microrobotiques ont été créés pour des systèmes robotiques souples capables de garantir la précision de la manipulation. Afin d'aller plus loin en matière de plates-formes microrobotiques, le consortium du projet MICRON financé par l'Union européenne a développé une nano-usine flexible destinée à l'assemblage et aux manipulations automatisés. Le présent système multirobot repose sur un ensemble limité de robots miniatures autonomes, équipés chacun d'un dispositif électronique embarqué de commande et de communication, qui coopèrent dans un environnement de bureau. Au cours de la conception et du développement du système MICRON, la taille minimisée des microrobots a soulevé un certain nombre de questions relatives à la commande. Les contraintes de miniaturisation les plus importantes comprenaient les contraintes relatives à l'alimentation en énergie, les limites de la largeur de bande de communication, les limites des capacités de traitement embarqué et les degrés intrinsèques limités de liberté du micromanipulateur du robot. L'autonomie en matière d'énergie a été obtenue en transmettant de l'énergie par induction à partir d'un système d'alimentation en énergie sans fil ou d'un système utilisant une batterie et ce, en vue d'un fonctionnement autonome sans interférence des champs magnétiques environnants. Des circuits intégrés à signaux mixtes personnalisés permettent aux robots individuels de communiquer avec l'ordinateur hôte à l'aide du protocole de télécommande infrarouge. Des signaux appropriés (trapézoïdaux, en dents de scie et triangulaires) sont générés afin de commander la navigation, la coordination et la coopération des microrobots. Ces signaux sont amplifiés au cours d'applications portant sur la manipulation cellulaire afin de parvenir à une commande en boucle fermée de l'outil de microscopie à force atomique, installé sur l'extrémité d'un bras de commande piézoélectrique à rotation. Tous les dispositifs électroniques d'entraînement ont été montés sur des cartes de circuit imprimé interconnectées présentant une taille totale de 12 mm x 12 mm x 10 mm, ce qui permet de continuer à minimiser les dimensions des microrobots. On cherche à établir des liens de collaboration avec des fabricants de puces, d'outils et des instituts de recherche avancée en vue de continuer la recherche et l'innovation dans le domaine de la conception électronique à des fins d'application nanotechnologique.
