Une avancée majeure en robotique : une main biohybride dotée de tissus musculaires humains

La robotique biohybride franchit un nouveau cap avec la présentation d'une main robotique intégrant des tissus musculaires humains. Conçue par des chercheurs de l’université de Tokyo, cette main est capable d’effectuer quelques mouvements simples, marquant ainsi une avancée prometteuse dans le domaine de la robotique inspirée du vivant.

Une main biohybride qui joue à pierre-feuille-ciseaux

L’année dernière, l’équipe japonaise avait déjà fait sensation avec un robot bipède intégrant des cellules musculaires de rats. Aujourd’hui, ils passent à l’étape supérieure avec une main bien plus complexe, composée cette fois-ci de cellules musculaires humaines. Leur étude, publiée dans la revue Science Robotics, détaille comment ils ont remplacé les actionneurs classiques par des tissus musculaires cultivés en laboratoire.

Le défi majeur résidait dans la création de muscles capables de se contracter avec une force suffisante pour actionner les doigts de cette main. Pour y parvenir, les chercheurs ont mis au point une technique innovante : la fabrication des MuMuTA (Multi-Unit Muscle-Tendon Assemblies). Ces structures, constituées de fines lamelles de tissu musculaire enroulées comme un sushi, reproduisent l’architecture des tendons humains. « Notre principale réalisation a été la mise au point des MuMuTA, qui nous ont permis de surmonter notre plus grand défi : garantir une force contractile et une longueur suffisantes pour actionner la main », explique Shoji Takeuchi, co-auteur de l’étude.

Une main robotique fonctionnant grâce à des muscles humains

D’une taille d’environ 18 centimètres, la main biohybride fonctionne en étant immergée dans un liquide nourricier, essentiel à la survie des tissus vivants. Les chercheurs stimulent les muscles grâce à des impulsions électriques, leur permettant ainsi d’effectuer certains mouvements. Parmi ces gestes, l’équipe a réussi à reproduire le symbole des ciseaux du jeu de pierre-feuille-ciseaux (Chifoumi), une prouesse technique dans ce domaine émergent. La main a également démontré sa capacité à saisir et déplacer une pipette, illustrant son potentiel pour manipuler.

Toutefois, comme de véritables muscles humains, ces tissus ont montré des signes de fatigue après environ 10 minutes de stimulation électrique. Cependant, ils ont pu retrouver leur capacité contractile après une heure de repos. Actuellement, les chercheurs font face à un défi de taille : les doigts ne peuvent pas être redressés de manière intentionnelle après une contraction. Pour résoudre ce problème, plusieurs solutions sont envisagées, notamment l’utilisation d’un matériau élastique qui ramènerait les doigts à leur position initiale ou l’ajout de MuMuTA antagonistes à l’arrière des doigts pour recréer un mouvement de flexion et d’extension semblable à celui de la main humaine.

Vers une fusion entre biologie et robotique

Cette avancée marque une étape significative vers la création de dispositifs biohybrides plus sophistiqués. Si la robotique traditionnelle repose principalement sur des moteurs et des matériaux artificiels, la biohybridation ouvre des perspectives inédites en matière de souplesse, de précision et de réactivité. L’utilisation de tissus musculaires humains représente un avantage considérable, permettant d’imiter plus fidèlement les mouvements naturels et d’améliorer l’interaction avec l’environnement.

À terme, ces recherches pourraient avoir des applications révolutionnaires dans le domaine médical, notamment pour la conception de prothèses plus fonctionnelles et intuitives. En intégrant des muscles cultivés en laboratoire, il serait possible de concevoir des prothèses contrôlées directement par le système nerveux du patient, offrant un niveau de précision et de confort sans précédent.

Si cette technologie est encore à ses débuts, elle illustre parfaitement la convergence entre la biologie et la robotique. La création de cette main biohybride est une avancée qui préfigure une nouvelle génération de robots, plus organiques et intégrés à notre quotidien. Reste à voir jusqu’où ces innovations pousseront les chercheurs dans leur exploration de la fusion entre l’homme et la machine.