De minuscules robots contrôlés par des aimants pourraient avoir de grandes répercussions sur la recherche en biotechnologie
Les scientifiques qui travaillent avec des microfluides dans le cadre de la recherche biotechnologique s’appuient souvent sur de grosses machines encombrantes pour gérer les échantillons, mais ce bricolage pourrait un jour être pris en charge par de minuscules robots qui rendent le processus beaucoup plus efficace. Les ingénieurs de l’Université de Californie à Los Angeles (UCLA) travaillent à cet avenir, ayant développé une flotte de petites machines en forme de disque qui fonctionnent comme des « robots d’entrepôt », déplaçant et déposant de minuscules gouttelettes avec une grande précision.
« Nous avons été inspirés par l’impact transformationnel des systèmes de robots mobiles en réseau sur les industries de fabrication, de stockage et de distribution, tels que ceux utilisés pour trier et transporter efficacement les colis dans les entrepôts d’Amazon », a déclaré Sam Emaminejad, l’auteur principal correspondant de l’étude. « Nous avons donc entrepris de mettre en œuvre le même niveau d’automatisation et de mobilité dans un cadre microfluidique. Mais notre « usine » est beaucoup plus petite, de la taille de votre paume, et nos marchandises, les gouttelettes de fluide, ne mesurent que quelques dixièmes de millimètre ».
Cette usine a la taille d’une fiche et est équipée de structures internes et de plateaux de test pour accueillir de minuscules quantités de fluide. Les robots mesurent environ 2 mm de diamètre et sont manipulés par des tuiles électromagnétiques intégrées à la plate-forme qui les tirent le long de trajectoires prédéterminées, à des vitesses d’environ 10 cm par seconde.
« Nous avons programmé le moment et l’endroit où les tuiles sont activées et désactivées pour guider les robots à travers leurs itinéraires désignés », a déclaré Wenzhuo Yu, co-auteur principal de l’article. « Cela nous permet d’avoir plusieurs robots travaillant dans le même espace, et à un rythme relativement rapide pour accomplir les tâches efficacement ».
Ainsi, les robots magnétiques sont capables de travailler ensemble pour effectuer certaines tâches. Lors d’une expérience, trois robots ont collaboré pour déplacer et manipuler des échantillons de plasma humain dans le cadre d’un test de biomarqueurs du cancer. Ils ont également la capacité de diviser une gouttelette plus grosse en plus petites et égales pour des tests cohérents, de déposer les gouttelettes dans des plateaux de test et de fusionner différents fluides en un seul échantillon.
« De la même manière que les robots mobiles et collaboratifs d’Amazon ont transformé les industries basées sur la logistique, notre technologie pourrait transformer diverses industries liées à la biotechnologie, y compris les diagnostics médicaux, le développement de médicaments, la génomique et la synthèse de produits chimiques et de matériaux », a déclaré le co-correspondant de l’étude et auteur principal Dino Di Carlo. « Ces domaines ont traditionnellement utilisé des robots de manipulation des liquides de la taille d’un réfrigérateur. En utilisant nos ferrobots beaucoup plus petits, nous avons la possibilité de faire beaucoup plus d’expériences – et de générer beaucoup plus de données – avec les mêmes matériaux de départ et dans le même laps de temps ».
https://samueli.ucla.edu/warehouse-robots-for-biotechnology-applications/
