Publié le 30 décembre 2025 à 10h53. Des chercheurs ont mis au point des robots microscopiques, capables de fonctionner de manière autonome pendant des mois à l’intérieur de fluides, ouvrant la voie à des applications potentielles en médecine et en surveillance environnementale.
- Ces robots, d’une taille inférieure à celle d’une bactérie, intègrent un ordinateur, un capteur et un moteur.
- Ils se déplacent en manipulant leur environnement liquide plutôt qu’en utilisant des pièces mobiles traditionnelles.
- L’autonomie de ces robots est assurée par une consommation d’énergie extrêmement faible et une capacité à s’adapter à leur environnement.
Une avancée majeure dans le domaine de la robotique a été réalisée par des équipes de l’Université de Pennsylvanie et de l’Université du Michigan. Ces scientifiques ont conçu et fabriqué des robots d’une taille incroyablement réduite, capables d’opérer de manière autonome pendant de longues périodes dans des environnements liquides. Ces machines, presque invisibles à l’œil nu – elles peuvent reposer sur la crête d’une empreinte digitale – représentent une nouvelle frontière dans la miniaturisation et l’autonomie robotique.
Les résultats de ces recherches sont présentés dans deux études publiées dans les revues Science Robotics et Proceedings of the National Academy of Sciences. Les chercheurs considèrent ces créations comme les plus petits robots autonomes et entièrement programmables jamais conçus, fonctionnant à une échelle comparable à celle des bactéries.
« Nous avons créé des robots autonomes 10 000 fois plus petits », a déclaré Marc Miskin, professeur adjoint à l’Université de Pennsylvanie et auteur principal des deux études.
« Cela ouvre une toute nouvelle échelle pour les robots programmables. »
Marc Miskin, professeur adjoint à l’Université de Pennsylvanie
La conception de ces microrobots a nécessité de surmonter des défis physiques considérables. À cette échelle, les lois de la physique se comportent de manière inhabituelle. La diminution de la puissance, la fragilité des mécanismes et les propriétés modifiées des fluides posent des obstacles importants. Par exemple, l’eau, à cette échelle, devient visqueuse comme un sirop, rendant les hélices miniatures inefficaces et les articulations susceptibles de se briser.
« Si vous êtes assez petit, pousser sur l’eau, c’est comme pousser à travers le goudron », explique Miskin.
Les microrobots précédents étaient généralement contrôlés à distance par des champs magnétiques, des ondes acoustiques ou des réactions chimiques. Bien qu’ils puissent se déplacer, ils manquaient de la capacité de prendre des décisions autonomes. Leur « intelligence » était confinée à un équipement externe volumineux.
L’approche adoptée par les chercheurs est radicalement différente. Ils ont repensé le mouvement et l’informatique pour s’adapter aux contraintes physiques du monde microscopique. Un changement clé a été l’abandon des pièces mobiles. Au lieu de pagayer dans un fluide, les robots génèrent un champ électrique qui pousse les ions environnants, entraînant ainsi les molécules d’eau et propulsant le robot. En d’autres termes, le robot se déplace en modifiant son environnement.
« C’est comme si le robot était dans une rivière en mouvement, mais le robot fait également bouger la rivière », illustre Miskin.
L’autonomie de ces robots repose sur un ordinateur miniature développé par l’Université du Michigan. Ce processeur consomme environ 75 nanowatts de puissance, soit environ cent millions de fois moins qu’une ampoule classique. Pour fonctionner avec une telle efficacité énergétique, les chercheurs ont dû repenser l’informatique elle-même, compressant les instructions conventionnelles en commandes spécialisées telles que « détecter la température » ou « se déplacer pendant N cycles ».
« Nous avons dû repenser totalement les instructions du programme informatique », a déclaré David Blaauw, auteur principal des études.
« Condenser ce qui nécessiterait conventionnellement de nombreuses instructions pour le contrôle de la propulsion en une seule instruction spéciale. »
David Blaauw, auteur principal des études
Des cellules solaires microscopiques recouvrent la majeure partie de la surface du robot, fournissant l’énergie nécessaire. Des impulsions lumineuses alimentent le robot et le programment. Chaque robot possède une adresse unique, permettant aux chercheurs d’envoyer des instructions spécifiques à des machines individuelles, même lorsqu’elles évoluent dans le même environnement.
Pour démontrer leur autonomie, les robots ont été programmés pour mesurer la température, stocker les données et les communiquer. Ils le font en exécutant une « danse » spécifique, dont les mouvements codent les informations. De plus, ils peuvent s’adapter à leur environnement : lorsqu’ils sont placés dans un gradient de température, ils modifient leur mouvement en fonction des conditions thermiques détectées, sans intervention extérieure.
Bien que ces robots ne soient pas encore aussi rapides que certains micromoteurs chimiques et ne puissent pas naviguer dans des environnements complexes comme le sang, ils représentent une étape importante. En intégrant la propulsion, la détection et le calcul dans un dispositif submillimétrique, les chercheurs ont prouvé qu’une telle intégration est possible.
« Ce n’est en réalité que le premier chapitre », conclut Miskin. « Nous avons montré qu’il est possible d’insérer un cerveau, un capteur et un moteur dans quelque chose de presque trop petit pour être vu, et de le faire survivre et fonctionner pendant des mois. »