Des Microrobots Autonomes Programmables, Plus Petits qu'un Grain de Sel, Présentés par UPenn et UMich

En décembre 2025, des équipes de recherche de l'Université de Pennsylvanie (UPenn) et de l'Université du Michigan (UMich) ont annoncé la mise au point des plus petits robots autonomes et entièrement programmables jamais conçus. Ces machines microscopiques, à peine perceptibles à l'œil nu, mesurent environ 200 par 300 par 50 micromètres, soit une taille inférieure à celle d'un grain de sel. Cette avancée technique majeure permet à ces dispositifs de naviguer indépendamment dans leur environnement et de maintenir une opération autonome sur une période de plusieurs mois, résolvant un défi scientifique persistant depuis plus de quatre décennies.

Chaque unité intègre des capteurs électroniques sophistiqués et un ordinateur de bord, conférant aux dispositifs la capacité de détecter des paramètres locaux, tels que la température, et d'ajuster leur trajectoire sans aucune commande externe. Le système de propulsion adopté est novateur car il fonctionne sans pièces mobiles, contournant les difficultés physiques du mouvement à l'échelle microscopique où la traînée et la viscosité de l'eau s'apparentent à celles du goudron. L'énergie est fournie par des cellules solaires miniatures intégrées qui alimentent un système électrocinétique, lequel génère un champ électrique déplaçant les ions dans le fluide environnant pour assurer la locomotion du robot.

Marc Miskin, professeur adjoint à Penn Engineering et auteur principal des travaux, a précisé que ces robots sont dix mille fois plus petits que les modèles autonomes précédents. Les chercheurs ont collaboré avec l'équipe de David Blaauw de Michigan pour développer le micro-ordinateur embarqué, nécessitant une refonte complète des instructions informatiques pour les condenser dans la mémoire minuscule du robot. Ces microrobots présentent une consommation d'énergie extrêmement faible, utilisant environ 100 000 fois moins d'énergie qu'une montre intelligente. La fabrication utilise des procédés semi-conducteurs standards (CMOS), permettant une production de masse sur des plaquettes avec un coût unitaire estimé à un centime de dollar américain par unité.

Les implications de cette technologie sont significatives, notamment dans le domaine biomédical, où ces machines pourraient surveiller l'état de santé de cellules individuelles en temps réel, par exemple en signalant des variations de température comme indicateurs d'activité cellulaire. Dans le secteur manufacturier, ces unités pourraient assister l'assemblage et la construction de dispositifs à l'échelle micro. Bien que les chercheurs aient démontré une capacité de détection de température avec une précision atteignant un tiers de degré Celsius, des travaux sont nécessaires pour intégrer des programmes plus complexes et de nouveaux capteurs avant un déploiement clinique. Les détails de cette percée ont été publiés dans les revues Science Robotics et les Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) en décembre 2025.