Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
La microrobotique est un secteur en plein développement, dont les technologies sont maintenant suffisamment matures pour être utilisées dans un certain nombre de domaines comme la biologie, l'instrumentation, la médecine, la micromécanique ou les microsystèmes. Cet article montre comment des performances jusque-là inaccessibles avec les techniques classiques sont atteintes par la microrobotique qui permet notamment la manipulation d'objets plus petits, biologiques ou artificiels, de manière plus rapide et avec une meilleure précision. Cet article décrit brièvement les techniques de manipulation les plus utilisées, qu'elles soient avec contact comme des micropinces ou utilisant des champs de force à distance comme des forces magnétiques, et dresse un panorama des applications de la microrobotique.
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Microrobotics is a field that is growing significantly. Technologies are now mature enough to be used in a wide range of application fields, such as biology or industry, which require handling small-size biological or artificial objects. This paper highlights how microrobotics enables us to reach performance levels beyond what can be achieved with classical technologies. In particular, smaller objects can be handled, with higher frequencies and with greater precision. This paper briefly reviews the most common manipulation techniques, either with contact, such as those using grippers, or without contact such as those using remote force fields. It also provides an overview of the application fields of microrobotics.
Auteur(s)
-
Aude BOLOPION : Chargée de recherche au CNRS FEMTO-ST, AS2M, Université Bourgogne Franche-Comté, université de Franche-Comté/ CNRS/ENSMM, Besançon, France
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Cédric CLEVY : Maître de conférences à l'université de Franche Comté FEMTO-ST, AS2M, Université Bourgogne Franche-Comté, université de Franche-Comté/ CNRS/ENSMM, Besançon, France
INTRODUCTION
Lintérêt porté aux objets micrométriques (dont la taille est inférieure à un millimètre), qu'ils soient biologiques ou artificiels, est grandissant. Pour les objets biologiques, les cellules, dont la taille est généralement comprise entre quelques micromètres et quelques centaines de micromètres, représentent des objets d'étude et des potentialités thérapeutiques extraordinaires. Pour les objets artificiels, le développement des microtechniques a permis la réalisation de composants électroniques toujours plus petits et plus performants, comme les accéléromètres qui sont maintenant largement utilisés dans les téléphones portables ou les véhicules automobiles.
Cependant, la manipulation de tels objets, qui inclut leur déplacement, leur positionnement, leur orientation et leur caractérisation, nécessite des techniques adaptées à leur faible taille. Les techniques classiques ne permettent pas d'agir sur chaque objet individuellement. Les cellules sont triées de manière statistique, mais il reste difficile d'en isoler une en particulier pour l'étudier. Concernant les objets artificiels, les composants électroniques sont généralement conditionnés dans des boîtiers suffisamment volumineux pour pouvoir être facilement manipulés.
Les microroboticiens développent des outils capables de déplacer avec précision et de manière individuelle ces objets. Cet article fait le point sur les domaines d'application de ces moyens microrobotiques en décrivant les techniques de manipulation les plus couramment employées et en insistant sur l'apport de cette approche. Ce domaine étant relativement récent, certains développements n'en sont qu'au stade de la recherche. L'accent est alors mis sur les applications visées.
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MOTS-CLÉS
Microrobotique Biologie, industrie Applications Approche avec contact Approche sans contact
KEYWORDS
Microrobotic | Biology, industry | Pratical applications | Contact based approach | Non contact approach
DOI (Digital Object Identifier)
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Présentation
Conclusion
En anglais
3. Applications industrielles
Les enjeux liés à la réalisation de produits miniaturisés, intégrant toujours plus de fonctionnalités, plus autonomes et plus versatiles ne cessent de progresser et de se diversifier. Ils concernent aujourd'hui des domaines d'application très divers comme la chirurgie, l'instrumentation, les télécommunications. Ces enjeux induisent de manière simultanée des évolutions notables de la microrobotique qui constituent, pour certains domaines d'application, une solution particulièrement prometteuse. Cela est le cas pour les domaines du microassemblage ou de la caractérisation de composants miniatures. Aussi, dans cette section, nous ferons, en premier lieu, un état des évolutions récentes des moyens microrobotiques, puis nous recenserons différents types d'application.
3.1 Approches et outils
3.1.1 Domaine d'intérêt de la microrobotique industrielle
D'un point de vue industriel, une approche naturelle consiste à miniaturiser ou à améliorer les performances des outils de production existants afin de réaliser des opérations sur des composants plus petits ou réaliser des tâches plus précises. Deux approches sont particulièrement répandues.
-
La première consiste à réaliser des opérations de manière manuelle : un opérateur utilise un outil de préhension, ainsi qu'un système de visualisation puissant permettant d'observer les composants sur lesquels il faut intervenir. Cette approche permet la réalisation de tâches très variées et/ou complexes et s'adresse plutôt à des petites ou moyennes séries de production. Dans un contexte de miniaturisation, sa limite principale réside dans la limite de la dextérité humaine. Un travailleur standard peut réaliser des opérations avec une précision de l'ordre de 50 μm, celle-ci pouvant atteindre 10 μm avec un entraînement spécifique, voire 1 μm dans des cas particuliers (tâches dédiées avec beaucoup d'entraînement), mais le niveau de précision est au détriment du temps et du taux de réussite de la tâche réalisée.
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La seconde permet la fabrication de microsystèmes par techniques de microfabrication en salle blanche : cette approche repose sur l'utilisation de machines issues du domaine...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - ABADIE (J.), ROUX (C.), PIAT (E.), FILIATRE (C.), AMIOT (C.) - Experimental measurement of human oocyte mechanical properties on a micro and nanoforce sensing platform based on magnetic springs. - Sensors and Actuators B : Chemical, 190, no 0, p. 429-438 (2014).
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(2) - AGNUS (J.), CHAILLET (N.), CLÉVY (C.), DEMBÉLÉ (S.), GAUTHIER (M.), HADDAB (Y.), LAURENT (G.), LUTZ (P.), PIAT (N.), RABENOROSOA (K.), RAKOTONDRABE (M.), TAMADAZTE (B.) - Robotic microassembly and micromanipulation at femto-st. - Journal of Molecular Biology Research, 8, no 2, p. 91-106 (2013).
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(5) - BARGIEL (S.), RABENOROSOA (K.), CLÉVY (C.), GORECKI (C.), LUTZ (P.) - Towards...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
Cell robotics workstation – intracel http://www.intracel.co.uk/cellrmain.htm consulté le 6 janvier 2015
Da vinci surgery http://www.davincisurgery.com/fr/ consulté le 15 janvier 2015
Palm picrotweezers – zeiss http://www.zeiss.com/microscopy/en_de/products/ laser-microdissection/microtweezers.html Consulté le 6 janvier 2015
Virob on cnn – youtube https://www.youtube.com/watch?v=_cs2cRI3lek consulté le 22 août 2014
Imina http://imina.ch/
Asyril http://www.asyril.com/
Femtotools http://www.femtotools.com/
Newport http://www.newport.com/
Percipio Robotics http://www.percipio-robotics.com/
Physik Instrumente http://www.physikinstrumente.com/
Set Sas https://set-sas.fr/
Smar Act http://www.smaract.de/
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