"Nous avons déjà utilisé ces forces capillaires pour assembler des choses, mais maintenant les robots et les particules sont beaucoup plus légers et de quelques ordres de grandeur plus petits en diamètre, " dit Stebe. " Quand vous descendez à l'échelle du micron, cela signifie qu'un autre type de physique régit les distorsions. Collecter et organiser des objets de quelques dizaines de microns de diamètre est tout un exploit, et pas quelque chose que nous allons pouvoir faire à la main."

L'étude a démontré la physique régissant les interactions entre ces micro-robots et les particules de plastique qu'ils étaient chargés de manipuler.

"Autrefois, " Stebe dit, "nous avons pris des objets statiques et avons fait des distorsions autour d'eux, a ensuite montré comment les particules étaient attirées vers les régions à « haute courbure » de ces distorsions. Maintenant, au lieu d'un objet statique, nous avons un aimant qui sert de source de distorsion mobile."

"Cela complique les choses, " dit Chisholm. " Alors que le robot se déplace vers les particules, il crée un champ d'écoulement qui repousse les particules, alors maintenant, il y a une interaction entre la répulsion hydrodynamique et l'attraction capillaire. Les particules suivent le minimum d'énergie, ce qui pourrait signifier monter en flèche.

Avec un robot de forme carrée, les chercheurs ont vu qu'une fois qu'ils ont obtenu des particules sur la crête de la déformation, ils étaient fortement attirés par les coins. C'est une propriété potentiellement utile, car les robots pourraient approcher leurs cibles sous un large éventail d'angles et d'orientations et toujours se retrouver avec la particule dans un emplacement prévisible.

"Nous avons montré que lorsque vous changez la forme du robot, vous changez le type et la force des interactions, " dit Stebe. " Les coins pointus s'accrochent aux particules comme une mort sinistre, mais quand on adoucit les coins, nous pouvons simplement faire tourner les robots pour les libérer. »

En plus d'un carré aux coins mous, les chercheurs ont également expérimenté un robot rond, ainsi qu'une en forme de fleur. Tous avaient l'avantage supplémentaire de pouvoir libérer avec précision leur cargaison en tournant sur place, avec les "pétales" du robot en forme de fleur offrant le contrôle le plus précis sur l'emplacement d'une particule de cargaison.

Finalement, l'équipe a fait la démonstration d'une station d'accueil. Constitué d'un morceau statique de plastique ondulé, la station d'accueil est en partie au-dessus et en partie en dessous de l'interface. Cet agencement fournit un ensemble très prévisible de distorsions là où le matériau traverse l'interface.

"Nous pouvons déplacer ces robots et collecter des choses, " Steager dit, "construire des matériaux vraiment compliqués en ramassant les pièces une à la fois et en les amarrant où nous voulons."

Parce que les interactions entre les robots et les particules n'ont rien à voir avec les matériaux qui les composent, un large éventail d'applications sont possibles.

"Les particules que nous manipulons dans cette étude ont à peu près la taille moyenne d'une cellule humaine ou plus petite, " Yao dit, "donc ce genre de système pourrait avoir des applications dans le domaine de la biologie unicellulaire, avec un micro-robot magnétique déplaçant des cellules individuelles à travers différentes étapes d'une expérience."

"Ces particules pourraient également faire partie d'un système de capteurs, " dit-il. " Si vous aviez un robot et des particules de capteur sur une interface, vous pouvez collecter ces particules et transporter l'ensemble vers la zone de ciblage avec un degré de contrôle spatial extrêmement fin. Dans ce scénario, une très faible concentration de particules de capteur est nécessaire et elles peuvent être facilement rétractées après le test."

Les travaux futurs consisteront à développer une plus grande bibliothèque de formes et de comportements de micro-robots pour manipuler des objets dans leur environnement, ainsi que des systèmes de détection et de contrôle plus robustes qui permettraient une plus grande autonomie aux robots.