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Schweizerischer Nationalfonds / Fonds national suisse

FNS: Image du mois avril 2006: Robots explorateurs

FNS: Image du mois avril 2006: Robots explorateurs
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Berne (ots)

Image et texte sous:
http://www.presseportal.ch/fr/galerie.htx?type=obs
La drosophile donne des ailes à la microrobotique
Les robots de recherche traditionnels ouvrent régulièrement à 
l'homme des domaines inaccessibles. Avec le soutien du Fonds 
national suisse, les chercheurs de l'Institut de robotique et de 
systèmes intelligents de l'EPFZ, appliquent la même stratégie au 
niveau microscopique. En étudiant le vol de la mouche drosophile, 
ils espèrent pouvoir réaliser de petits robots volants. La médecine 
pourrait également bénéficier des avancées dans ce domaine de 
recherche.
Elle est petite, résistante, complètement autonome et 
autoreproductrice. La mouche du vinaigre ou drosophile (Drosophila 
melanogaster) est étudiée depuis près d'un siècle par les 
biologistes et les généticiens pour les raisons suivantes: elle ne 
possède que quatre chromosomes, présente des cycles de génération à 
succession rapide et de nombreuses mutations génétiques. Mais même 
si la drosophile est un organisme relativement simple, elle dispose 
aussi d'un système de contrôle de vol très sophistiqué. En dépit de 
son corps long de trois millimètres seulement, cet insecte 
minuscule est en effet capable de voler de manière stable, tout 
comme d'accomplir en l'air des manœuvres de virement 
extraordinairement rapides et précises.
Si l'on savait exactement comment la drosophile s'y prend, cela 
pourrait contribuer de manière essentielle à la compréhension des 
comportements complexes des systèmes biologiques. Sous la houlette 
de Bradley Nelson, une équipe de chercheurs de l'Institut de 
robotique et de systèmes intelligents (IRIS) de l'EPFZ soutenue par 
le Fonds national suisse, a mis au point à cet effet des 
microsenseurs capables de mesurer les forces d’inertie produites 
par le tressautement des muscles de la mouche du vinaigre.
«Comprendre quelles sont les forces qui agissent sur les 
différentes parties du corps ou les différents constituants 
représente l'un des plus grands défis de la mircorobotique», 
explique Bradley Nelson. Dans le cas de la drosophile, seuls dix- 
huit muscles de contrôle sont responsables du réglage fin des 
mouvements des ailes pendant les manœuvres. Grâce à des senseurs de 
force appelés MEMS (Micro-Electro-Mechanical System), les 
chercheurs de l'EPFZ sont aujourd'hui capables de mesurer en temps 
réel, dans plus d'une dimension et de manière précise, les forces 
qui entrent jeu pendant le vol de la mouche du vinaigre. Ces 
senseurs minuscules montés sur deux peignes emboîtés l'un dans 
l'autre mesurent jusqu’à 12'00' fois par seconde le développement 
de la force de la drosophile. Parallèlement, les vols de test sont 
filmés par une toute nouvelle caméra à haute vitesse mise au point 
en Suisse.
L'aérodynamique et la force d'inertie de la mouche du vinaigre 
en vol ont ainsi pu être saisies pour la première fois. L'objectif 
de cette recherche est de réussir au bout du compte à décoder ce 
qui se joue entre le battement d'aile et les parties responsables 
du contrôle du vol dans le cerveau de la mouche. Le dépouillement 
des données recueillies pourrait être d'une grande importance pour 
le développement de petits robots volants.
Utilisation dans le corps humain 
Les microrobots pilotables de l'avenir sur lesquels planchent les 
scientifiques de l'IRIS devraient pouvoir faire plus que simplement 
s’élever dans les airs. Ils développent actuellement le prototype 
d'une minuscule sonde optimisé pour être utilisée dans le corps 
humain.
Ce microrobot invisible à l'œil nu devrait effectuer des mesures 
dans l'œil ou dans les organes internes de patients et peut-être, à 
l'avenir, administrer des médicaments de manière extrêmement 
précise et ciblée. Cette sonde miniature est propulsée et dirigée à 
l'intérieur du corps grâce à de puissants champs magnétiques qui 
agissent de l'extérieur sur cet engin de forme hydrodynamique.
«Actuellement, nous travaillons à équiper les microrobots d’une 
'charge utile'», explique Bradley Nelson. Les médecins aimeraient 
utiliser ces minuscules sondes diagnostiques pour effectuer des 
mesures à des endroits bien précis du corps. Le minuscule appareil 
de mesure peut être injecté par une aiguille et, une fois son 
travail accompli, être retiré du corps par la même voie.
L'œil pourrait être l'un des premiers domaines d'utilisation de 
cette technologie inédite. Un approvisionnement insuffisant en 
oxygène est en effet à l'origine de certaines affections de la 
rétine. Mais il n’est pas encore possible à l'heure actuelle 
d’effectuer des mesures du taux d’oxygène à l'intérieur de l'œil. 
Pour cette raison, Bradley Nelson et son équipe envisagent 
d'équiper leur appareil de plongée microscopique de senseurs 
d'oxygène. On sait d'ores et déjà que ce concept n'est pas dénué de 
tout fondement: les premiers tests effectués dans le corps vitré 
d'yeux d'animaux ont été une réussite.
Pour de plus amples informations:
Prof. Bradley Nelson
Institute of Robotics and Intelligent Systems
CLA H 15.2
ETH Zentrum
Tannenstrasse 3
CH-8092 Zurich
tél:  +41 (0)44 632 55 49
fax: +41 (0)44 632 10 78
e-mail :  bradley.nelson@iris.mavt.ethz.ch
Le texte et l'image de cette information peuvent être téléchargés 
sur le site web du Fonds national suisse: 
http://www.snf.ch/communique

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