Un capteur chinois de la taille d'un grain de riz donne le toucher aux robots chirurgicaux

Un capteur optique d'une taille inférieure à 1,7 millimètre, comparable à un grain de riz, a été développé par une équipe de recherche de l'Université Jiao Tong de Shanghai. Ce dispositif utilise la lumière plutôt que les systèmes électroniques traditionnels, le rendant particulièrement adapté aux instruments médicaux de précision et aux robots miniatures, selon le site "interesting engineering".

Les chercheurs estiment que cette technologie pourrait transformer la chirurgie mini-invasive. Elle permettrait aux robots de détecter tout contact dangereux avec des tissus sensibles et de réagir instantanément pour éviter des lésions potentielles.

La lumière remplace les câbles

Les systèmes de chirurgie robotique actuels reposent principalement sur l'imagerie, mais ils ne peuvent pas ressentir les interactions physiques à l'intérieur du corps, en particulier dans les espaces restreints et complexes. Les capteurs de force conventionnels sont souvent trop volumineux ou trop complexes à installer, ce qui limite leur utilisation dans les instruments médicaux miniatures.

Le nouveau capteur fonctionne avec des fibres optiques dotées d'une extrémité en caoutchouc flexible qui se déforme légèrement au contact d'un objet. Cette déformation modifie la façon dont la lumière se propage à l'intérieur du capteur. L'image résultante est ensuite analysée par des algorithmes basés sur des données pour calculer la force et le couple dans toutes les directions.

La nouvelle technologie permet "aux machines de ressentir le contact, la pression et la torsion en temps réel", a déclaré Jian Long Yang, le chef de l'équipe de recherche, offrant ainsi aux robots une plus grande capacité à travailler en toute sécurité dans des environnements chirurgicaux délicats.

Détection de tumeurs cachées

Pour démontrer l'efficacité de la technologie, les chercheurs ont testé le capteur dans des modèles en gel imitant les tissus humains, contenant des objets solides ressemblant à des tumeurs cachées sous la surface.

Les résultats ont montré que le capteur pouvait localiser avec précision ces structures cachées. Cela ouvre la voie à une utilisation future pour la détection précoce des tumeurs ou pour assister les chirurgiens lors d'opérations complexes.

L'équipe estime que l'intégration de cette technologie dans les systèmes robotiques chirurgicaux pourrait offrir aux médecins un niveau de contrôle et de précision sans précédent, en particulier dans les opérations effectuées à l'intérieur de l'œil ou par des voies chirurgicales extrêmement étroites, où le moindre frottement pourrait endommager les tissus sensibles.

Vers une utilisation médicale réelle

Les chercheurs travaillent actuellement à améliorer le processus de fabrication du capteur et à réduire les besoins d'étalonnage, en vue de l'intégrer dans des robots médicaux et industriels et de réaliser des tests à long terme dans des environnements opérationnels réels.

L'équipe prévoit également de développer des systèmes compacts et faciles à utiliser, permettant aux médecins et aux ingénieurs d'employer cette technologie dans les salles d'opération et les installations industrielles. Cette étape pourrait rapprocher les robots de la possession de "sens humains" authentiques.