Les xénobots peuvent coopérer pour accomplir une tâche particulière. Sur cette image, ceux-ci rassemblent des piles de minuscules particules — © Doug Blackiston / Tufts University

Conçus à partir de cellule de peau provenant de l’espèce de grenouille Xenopus laevis, ces « xénobots » avaient été décrits pour la première fois l’année dernière. Dans le cadre de nouveaux travaux, les chercheurs ont amélioré leur conception, les dotant de nouvelles capacités.

Des micro-robots biologiques aux capacités étonnantes

Présentée dans la revue Science Robotics, cette nouvelle génération de « robots vivants » a été conçue à partir de tissus embryonnaires de grenouille. Une fois ceux-ci prélevés, Michael Levin et ses collègues de l’université Tufts (Massachusetts) ont procédé à une manipulation physique minimale qui a permis de les transformer en structures sphériques.

Alors que les versions précédentes s’appuyaient sur la contraction de cellules du muscle cardiaque pour avancer, ces nouveaux xénobots sont autopropulsés par des structures semblables à des cils à leur surface, qui leur permettent de nager plus rapidement. Vivant entre trois et sept jours de plus que leurs prédécesseurs (dont la durée de vie était d’une semaine), ils possèdent également une mémoire moléculaire les rendant sensibles aux changements intervenant au sein de leur environnement.

Une fois extraites de leur environnement naturel, les cellules cutanées se sont en quelque sorte réinventées. « Pour moi, l’une des choses les plus excitantes ici est la plasticité », estime Levin. « Cette idée que même des cellules normales, non modifiées génétiquement, avec un génome normal de grenouille, sont en fait capables de construire quelque chose de complètement différent. »

Mesurant entre un quart et un demi-millimètre, les xénobots fonctionnent en essaims, ce qui signifie que plusieurs d’entre eux peuvent travailler ensemble pour accomplir une même tâche. Ils se révèlent également entièrement biodégradables, caractéristique permettant d’envisager leur utilisation dans différents domaines, notamment la biomédecine et les sciences de l’environnement.

« L’approche adoptée ici est peut-être la moins problématique d’un point de vue éthique »

Située au carrefour de la robotique et de la biologie, ces travaux centrés sur l’intelligence en essaim présentent un avantage de taille. Alors que les précédentes tentatives de création de robots vivants, incluant un cafard contrôlé sans fil, impliquaient la manipulation de créatures vivantes, soulevant des questions éthiques évidentes, les xénobots reposent sur l’utilisation de cellules vivantes et non de l’animal dans son ensemble.

« L’approche adoptée ici est peut-être la moins problématique d’un point de vue éthique, car tout se fait in vitro. Ils sont uniquement constitués de cellules et ne possèdent pas de neurones, donc on ne peut pas parler d’animaux », souligne Auke Ijspeert, de l’École polytechnique fédérale de Lausanne, qui n’a pas participé à la recherche.

Quant à savoir si ces xénobots ressemblent davantage à des organismes vivants ou à des robots traditionnels, la question reste ouverte. « Je ne me sens pas plus proche d’une réponse que d’une autre », estime Joshua Bongard, co-auteur de l’étude. « Mais en tant que roboticien, ces travaux suggèrent qu’il est plus facile de créer des essaims à partir de xénobots que de pièces robotiques traditionnelles. »

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