Il y a des dieux robots faits de crustacés. Les « coquilles » de crustacés, appelées exosquelettesils sont généralement jetés après le processus de transformation des aliments. Grâce au Computational Robot Design and Fabrication Lab (CREATE lab) de l’Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), ils pourraient cependant avoir une seconde vie.
Dans l’étude « Dead Matter, Living Machines » publiée dans Advanced Science fin 2025, le CREATE Lab a montré comment les exosquelettes de langoustines jetables pourraient devenir des composants de des robots capables de nager, saisir des objets Et manipuler l’environnement. Les résultats sont très prometteurs : en intégrant des composants synthétiques tels que des « tendons artificiels », des gaines en silicone et des bases motorisées, un exosquelette de seulement 3 grammes peut manipuler des objets pesant jusqu’à un demi-kilo, soulever différentes formes et devenir la « nageoire » d’un robot capable de nager à 11 cm par seconde. Cependant, il reste encore un long chemin à parcourir pour transformer cette idée en une technologie utilisable à l’échelle industrielle.
Voyons comment l’étude a été structurée, quels résultats ils ont obtenus et quelles limites existent encore.
L’étude sur l’intégration des exosquelettes de langoustines dans les robots
Cette étude s’inscrit dans la tendance nécrobotiqueun domaine de recherche qui utilise des parties de organismes morts comme composants robotiques. Cette approche peut paraître étrange, mais elle présente des avantages importants. D’une part cela permet de ne pas soulever les problèmes d’éthique et de maintenance liés à l’utilisation d’organismes vivants en robotique, d’autre part cela permet de réutiliser ceux qui auraient été gaspillage alimentairecomme, dans ce cas, le exosquelettes de langoustines.
Le laboratoire CREATE a décidé d’utiliser des exosquelettes de langoustines à la fois pour leur incroyable disponibilité en tant que déchet alimentaire et pour leurs propriétés structurelles. LE’abdomen des langoustines (Nephrops norvegicus), possède une structure composée de six segments rigides, reliés entre eux par membrane souplece qu’ils permettent mouvements très rapides et complexes. Cet équilibre entre rigidité et flexibilité permet aux segments de se déplacer de manière presque indépendante, produisant des torsions très rapides. Dans la nature, les langoustines l’utilisent pour échapper aux prédateurs, mais il peut s’avérer tout aussi utile dans le domaine de la robotique.
Pour faire des exosquelettes un élément efficace des dispositifs robotiques, l’équipe a procédé de cette manière : après avoir acheté des langoustines surgeléesils les décongelèrent, séparaient les queues, les cuisaient dans l’eau bouillante pendant deux minutes et les vidaient complètement. Les exosquelettes ainsi obtenus ont ensuite été « augmentés » avec des composants synthétiques. En particulier, les éléments suivants ont été ajoutés :
- tendons artificiels en matériaux élastiques, positionnés à la fois le long de l’exosquelette et à l’intérieur de celui-ci pour contrôler son mouvement, un peu à la manière des ficelles d’une marionnette ;
- une couche de silicone protectriceconçu pour augmenter la durée de vie du matériel biologique.
Tout a finalement été monté sur des supports différents bases motoriséesconçu en fonction de l’application robotique à tester.
Les robots bio-hybrides peuvent déplacer des objets, les saisir et se déplacer dans l’eau
À l’aide de ce cadre, l’équipe a développé trois applications robotiques distinctesle tout à partir d’un seul exosquelette de seulement 3 grammes :
- Se déplacer: Monté sur un bras robotique, l’exosquelette peut adapter sa préhension à des objets de formes et de matériaux différents. Lors des tests, il a réussi à déplacer des objets très variés : depuis un surligneur de 20 grammes jusqu’à des rouleaux de ruban adhésif de 43 grammes, jusqu’à des poids d’environ 500 grammes.
- Saisir: À l’aide de deux exosquelettes, on a monté un pincesl’équipe a construit un système capable de saisir des objets très différents : une tomate, un marqueur ou un boîtier d’AirPods. En variant la disposition des tendons artificiels, ils ont également réussi à changer le type de préhension, le rendant adaptable à formes irrégulières.
- Nager: Connecter deux exosquelettes en un seul plateforme flottante comme s’il s’agissait de palmes, l’équipe a créé un petit robot capable de nager dans un réservoir de trois mètres de long à la vitesse de 11 cm par seconde.
Un résultat particulièrement intéressant concerne durée des composants biologiques. Comme vous pouvez facilement l’imaginer, tous les composants « bio » de ces robots ont une durée de vie limitée, donnée par la décomposition naturelle. Sans aucun traitement, un exosquelette est utilisable pendant environ cinq heures avant de sécher et de se rigidifier. Cependant, avec le revêtement en silicone, le durée peut arriver à presque 40 heuresun résultat remarquable pour ce type de systèmes hybrides.
Une fois l’utilisation terminée, l’exosquelette peut être jeté ou laissé se dégrader naturellement, tandis que les composants synthétiques sont récupérés et réutilisés.
Les limites de cette technologie
Malgré des résultats prometteurs, plusieurs obstacles demeurent avant que des systèmes de ce type puissent être utilisés à grande échelle.
Le principal concerne le variabilité biologique. Chaque langoustine est différente des autres et chaque exosquelette présente donc également de petites variations de forme et de structure. Toutefois, dans les contextes d’ingénierie, même des différences minimes peuvent compromettre la répétabilité et la précision des performances.
Pour surmonter cette limite, il faudra développer des systèmes compensation et adaptationcapable de corriger automatiquement les variations morphologiques entre un exosquelette et un autre. D’autres améliorations seront également nécessaires durabilité et résistance de composants biologiques.
Malgré ces limites, la responsable du groupe de recherche, Josie Hughes, a déclaré qu’elle voyait des perspectives intéressantes :
Même si la nature ne fournit pas nécessairement la forme optimale, elle surpasse néanmoins de nombreux systèmes artificiels et offre des informations précieuses pour la conception de machines fonctionnelles.
Le prochain défi sera de comprendre quels autres exosquelettes pourront être réutilisés avec la même approche.