Imaginez que vous essayez de faire glisser un long serpent glissant dans un tunnel sinueux et mou fait de tissu vivant. C'est essentiellement ce que fait un médecin lors d'une coloscopie, mais le « serpent » est un tube rigide et raide qui cogne et gratte souvent les parois, provoant douleur et risques. Les scientifiques essaient de construire un robot qui se comporte davantage comme une chaussette magique qui s'auto-grandit et se retourne sur elle-même en avançant, glissant sans jamais frotter contre les parois. C'est le rêve du « robot à inversion ».

Cependant, l'article de Cem Suulker et de son équipe de la Queen Mary University of London suggère que, bien que nous ayons des prototypes très sympas, nous n'avons pas encore trouvé la solution. Ils ont examiné quatre conceptions de robots différentes et ont constaté que, bien qu'ils soient excellents pour se déplacer, ils sont tous confrontés à un gros problème : transporter des outils (comme une caméra ou un petit piège) sans gâcher la « magie douce ».

La « Chaussette Magique » contre le « Capuchon Dur »
Considérez le robot comme une longue manche gonflable. Pour se déplacer, il se gonfle à l'extrémité, se retourne sur lui-même (comme une chaussette que l'on enfile sur la main) et pousse vers l'avant. Parce qu'il se retourne, il ne glisse pas ; il grandit. C'est incroyable car cela évite la friction douloureuse d'un endoscope normal.

Les chercheurs ont passé en revue quatre versions de cette « chaussette magique » :

1. La version à propulsion musculaire : Ce robot utilise des muscles artificiels spéciaux qui se contractent lorsqu'ils sont gonflés pour l'aider à se courber. Il est excellent pour diriger, mais pour qu'il atteigne 0,9 mètre dans le côlon, il faut une station de base qui mesure au moins 2,1 mètres de long ! C'est comme avoir besoin d'une pièce entière juste pour tenir la machine qui entre dans votre corps.
2. La version à propulsion magnétique : Cette version utilise un aimant géant à l'extérieur du corps pour tirer un aimant à l'intérieur du robot. C'est simple, mais le robot ne peut transporter aucun outil ni caméra car l'aimant occupe tout l'espace.
3. La version au « Capuchon Dur » : Ce robot possède un capuchon en plastique dur à l'extrémité pour tenir la caméra. Le problème ? L'article soutient que ce capuchon dur gâche tout l'intérêt. Cela rend le robot rigide et augmente la friction, ce qui est exactement ce que nous essayons d'éviter. C'est comme mettre un casque en acier sur un gymnaste ; il peut toujours bouger, mais il n'est plus aussi gracieux ou sûr.
4. La version « Chenille » : Ce robot utilise un mécanisme de « chenille » rigide à l'intérieur de la manche souple pour ramper vers l'avant. Bien qu'il n'ait pas besoin de casque dur, la chenille elle-même est rigide, ce qui limite la taille du trou dans lequel le robot peut se faufiler. De plus, il ne peut pas transporter d'outils.

Le Grand Compromis : Le « Trilemme »
L'article souligne un combat complexe à trois voies, ou « trilemme ». Actuellement, on ne peut pas avoir ces trois éléments à la fois :

1. Transporter des outils (charge utile).
2. Avoir une station de base petite et gérable.
3. Garder l'ensemble du robot souple et sans friction.

Si vous essayez de transporter des outils avec un capuchon dur, vous perdez la souplesse. Si vous essayez de le garder souple, vous perdez souvent la capacité de transporter des outils ou vous avez besoin d'une station de base géante. Les auteurs suggèrent que la meilleure solution serait d'envoyer les outils à l'intérieur du tube creux du robot, directement jusqu'à l'extrémité, plutôt que de les fixer à l'extérieur. Cela garde l'extérieur lisse et sans friction, mais nous devons encore découvrir comment faire cela sans que la station de base ne devienne énorme.

Ce que nous savons vs Ce que nous supposons
Les chercheurs sont très clairs sur ce qu'ils savent et sur ce qu'ils sont encore en train de découvrir. Ils citent des ensembles de données existants pour définir le côlon humain comme mesurant entre 1,0 et 2,1 mètres de long, avec un passage étroit (le côlon sigmoïde) nécessitant un diamètre minimum de 26 mm. Ils notent également que le robot doit se courber jusqu'à 70 degrés pour naviguer dans les virages serrés.

Ils ont comparé ces robots à ces chiffres du monde réel. Par exemple, un robot mesurait 1,6 mètre (bien !), tandis qu'un autre ne faisait que 0,25 mètre (trop court !). L'un pouvait se courber de 201,8 degrés (bien plus que nécessaire !), tandis qu'un autre ne pouvait pas se courber du tout.

Cependant, l'article admet que certaines choses ne sont encore que des « suggestions » ou des « problèmes ouverts ». Par exemple, ils suggèrent d'utiliser des matériaux fins comme le TPU (un type de plastique) ou le tissu car ils sont souples et nécessitent une faible pression pour être gonflés. Mais ils précisent explicitement que nous n'avons pas encore de preuve mesurée solide de la pression exacte qui est « sûre » avant de blesser les tissus. Ils notent également que les tests sur des colons de porcs ne sont pas parfaits car les intestins de porc sont généralement plus faciles à naviguer que ceux des humains.

L'essentiel
Le message principal n'est pas que nous avons un robot parfait prêt pour l'hôpital demain. Au contraire, l'article suggère que l'avenir réside dans la combinaison de deux idées spécifiques : diriger le robot depuis l'extrémité même en utilisant des parties souples et flexibles (pour qu'il reste flexible) et envoyer les outils à travers le centre creux du robot (pour que l'extérieur reste lisse).

Tant que nous ne pourrons pas construire un robot capable de faire ces deux choses sans avoir besoin d'une machine géante en arrière-plan ou d'un casque dur à l'extrémité, la « chaussette magique » reste une idée prometteuse plutôt qu'un produit fini. Les auteurs sont optimistes, mais ils prennent soin de dire que la résolution de ce puzzle est encore un travail en cours.