Un robot médical inspiré directement du pangolin

Les robots mous miniatures pourraient représenter le futur de nombreuses procédures médicales. En effet, leur capacité à atteindre des régions du corps humain difficiles d’accès permettrait aux soignants d’agir de la manière la moins invasive possible. Malheureusement, avec les atouts viennent bien souvent les limitations. Ainsi, un robot mou n’est pas censé accueillir de matériaux métalliques solides dans sa composition. Résultat : ses fonctionnalités sont forcément réduites. Comment donc parvenir à une robotique à la fois molle et solide ? La réponse pourrait se trouver du côté d’un animal devenu tristement célèbre ces dernières années : le pangolin…

Un robot-pangolin pour livrer et chauffer

Le pangolin est le seul mammifère à être entièrement recouvert d’écailles – à l’exception de son museau, de son ventre et de l’intérieur de ses pattes. Ses écailles sont en kératine, tout comme nos cheveux et nos ongles. Une matière bien plus dure et rigide que les tissus sous-jacents. En cas de danger, cette pomme de pin sur pattes se roule en boule en un éclair ! Pour garder une telle liberté de mouvement associée à une grande flexibilité, l’animal peut compter sur l’organisation particulière de ses écailles. Contrairement aux tatous, crocodiles et autres lézards, celles du pangolin possèdent une structure superposée. Autrement dit, elles se chevauchent les unes les autres. Ce chevauchement se traduit par la longueur d’écaille exposée par rapport à sa longueur totale, et il varie entre 50 et 80 % chez les différentes espèces de pangolin.

Dans leur article publié dans Nature Communications le 20 juin 2023, Ren Hao Soon et ses collègues du Max Planck Institute for Intelligent Systems de Stuttgart (Allemagne) se sont inspirés de ce surprenant animal pour concevoir leur propre robot médical. Celui-ci ne dépasse pas 2 cm – 20 mm*10 mm*0,2 mm – et se décompose en deux couches distinctes. D’abord, une partie en aluminium – 2,5 mm*10 mm*50 µm – équivalent à des « écailles chauffantes ». Puis un polymère organo-minéral (carbone et silicium), le PDMS (Polydiméthylsiloxane), piqueté de particules magnétiques. Ce sont ces dernières qui vont permettre aux chercheurs d’interagir avec leur robot sans connexion directe. En présence d’un champ magnétique à basse fréquence, le robot va prendre la forme d’une sphère. Une configuration optimale pour le transport de médicaments en des endroits ciblés. En revanche, dans un champ magnétique à haute fréquence, les écailles en aluminium vont se mettre à produire de la chaleur : plus de 70°C en moins de 30 secondes ! Or, le traitement thermique est utilisé dans des cas de thrombose ou pour limiter voire arrêter des saignements.

Pour le moment, les tests se sont limités à des tissus porcins ex vivo. Mais à l’avenir, des robots-pangolins médicaux pourraient parcourir le corps de multiples patients…