Un « œil » robotique spongieux peut se concentrer automatiquement en réponse à la lumière, sans aucune alimentation externe. La lentille robotique ultrapuissante est suffisamment sensible pour distinguer les poils d’une patte de fourmi ou les lobes d’un grain de pollen.
La lentille pourrait inaugurer des robots « doux » dotés d’une vision puissante qui n’auraient pas besoin d’électronique ni de piles pour fonctionner. La robotique douce peut être utilisée dans un large éventail d’applications différentes, depuis la technologie portable pouvant s’intégrer au corps humain jusqu’aux dispositifs autonomes pouvant fonctionner sur un terrain accidenté ou dans des espaces dangereux, a déclaré le premier auteur de l’étude. Corey Zhengdoctorant en génie biomédical au Georgia Institute of Technology. Les robots traditionnels alimentés électriquement utilisent des capteurs rigides et des composants électroniques pour voir le monde.
La lentille est constituée d’un hydrogel, qui contient une structure de polymères capables de piéger et de libérer de l’eau, permettant à l’hydrogel de se déplacer entre des états plus liquides et plus solides. Dans ce cas, l’hydrogel réagit à la chaleur en libérant de l’eau et en rétrécissant lorsqu’il est réchauffé, et en absorbant l’eau et en gonflant lorsqu’il est refroidi.
Les chercheurs ont fabriqué un anneau d’hydrogel autour d’une lentille en polymère de silicium, situant ainsi le design en forme d’œil dans un cadre plus grand. La structure mécanique est similaire à la configuration de l’œil humain, a déclaré Zheng.
L’hydrogel est incrusté de minuscules particules d’oxyde de graphène, de couleur foncée et absorbant la lumière. Lorsqu’une lumière d’intensité équivalente à celle du soleil frappe l’oxyde de graphène, les particules s’échauffent et réchauffent l’hydrogel, qui rétrécit et s’étire, tirant la lentille pour la focaliser. Lorsque la source lumineuse est retirée, l’hydrogel gonfle et relâche la tension sur la lentille. L’hydrogel réagit à la lumière sur tout le spectre visible.
Dans un nouvel article publié aujourd’hui (22 octobre) dans la revue Robotique scientifiqueZheng et son directeur de thèse Shu Jiaun ingénieur biomédical chez Georgia Tech, a découvert que cette lentille pouvait être utilisée à la place de la lentille en verre d’un microscope optique traditionnel pour distinguer les petits détails. Par exemple, la lentille pourrait imager l’espace de 4 micromètres entre les griffes d’une tique, voir des filaments de champignon de 5 micromètres et détecter le chaume de 9 micromètres sur la patte d’une fourmi.
Ce qui est encore plus excitant, a déclaré Zheng, c’est que les chercheurs intègrent désormais la lentille dans un système microfluidique de valves fabriquées à partir du même hydrogel réactif. Cela signifie que la lumière utilisée pour créer l’image peut également servir à alimenter un système de caméra intelligent et autonome, a déclaré Zheng.
Et comme l’hydrogel est adaptable, le cristallin pourrait « voir » bien au-delà de ce que l’œil humain peut détecter. Par exemple, il pourrait imiter la capacité de l’œil vertical d’un chat à détecter des objets camouflés, ou copier l’étrange rétine en forme de W d’une seiche, ce qui lui permettrait de voir des couleurs que les humains ne peuvent pas voir.
« Nous pouvons réellement contrôler l’objectif de manière vraiment unique », a déclaré Zheng.
