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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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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
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Applications biologiques
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1. Microrobotique
1.1 Spécificités de la microrobotique
1.1.1 Domaine dimensionnel et problématiques associées
La microrobotique regroupe l'ensemble des moyens permettant de déplacer, positionner, orienter, assembler et caractériser des objets dont la taille est comprise entre 1 μm et 1 mm. Partie intégrante de la robotique, elle se distingue par le domaine dimensionnel auquel elle s'applique. La diminution d'échelle entraîne en effet une modification des phénomènes prédominants dictant le comportement des objets. Les effets volumiques, notamment le poids, deviennent négligeables par rapport aux forces surfaciques (capillaires, électrostatiques…) . La saisie et le lâcher des objets nécessitent la mise en place de techniques spécifiques telles que l'utilisation de substrats fortement adhésifs ou la diminution de la surface de contact entre l'objet et le préhenseur. De par leur faible inertie, les objets manipulés subissent des accélérations très importantes qui nécessitent des lois de commande adaptées. Les techniques de visualisation doivent également être revues pour prendre en compte la faible taille via des optiques dédiées qui imposent des champs de vue, des profondeurs de champ, ainsi que des fréquences d'échantillonnage limités.
HAUT DE PAGE1.1.2 Préhension avec et sans contact
Les moyens microrobotiques couvrent un large spectre de fonctions et de technologies. De par la diminution d'échelle, des techniques d'actionnement originales peuvent être mises en place. Des effets physiques négligeables à l'échelle macroscopique peuvent être exploités pour...
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Microrobotique
BIBLIOGRAPHIE
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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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