Les chercheurs ont réussi à déplacer des objets à l’aide de sons, entre trajectoires linéaires et gestion d’obstacles, ouvrant de nouvelles possibilités d’administration de médicaments non invasive.
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Faire évoluer les possibilités de médication est un enjeu majeur, et les chercheurs tentent à différents niveaux des options novatrices. On peut penser aux greffes d’organes prélevés sur des animaux, aux cultures de cellules souches, ou à des méthodes innovantes pour administrer des molécules.
C’est dans cette dernière direction qu’une nouvelle a été annoncée en provenance de Suisse. Dans l’article « Moving objects precisely with sound » publié par des chercheurs de l’École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) sur le site de l’établissement, des chercheurs présentent leurs travaux sur l’usage d’ondes sonores dans le déplacement contrôlé d’un objet.
Romain Fleury, responsable du Laboratoire d’ingénierie ondulatoire de la Faculté d’ingénierie de l’EPFL, et les chercheurs postdoctoraux Bakhtiyar Orazbayev et Matthieu Malléjac, ont passé quatre années à travailler à déplacer des objets « dans des environnements dynamiques et incontrôlés » à l’aide d’ondes sonores.
Ils ont aussi collaboré avec des chercheurs de l’Université de Bordeaux en France, de l’Université Nazarbayev au Kazakhstan et de l’Université technologique de Vienne en Autriche.
Leurs travaux portent donc sur l’usage de son pour déplacer un objet ciblé. Le fonctionnement semble même très simple : selon Romain Fleury, il suffit de pousser les objets ciblés « comme on guiderait une spatule avec un bâton de hockey ».
Dans les expériences menées en laboratoire, une balle de ping-pong flottait à la surface d’un bassin d’eau, et sa position était traquée par une caméra au-dessus.
Des ondes sonores (audibles) étaient émises par un réseau de haut-parleurs à chaque extrémité du réservoir, et dirigeaient la balle en suivant une trajectoire prédéterminée.
Un deuxième réseau de micro ‘écoutait’ le feedback, appelé matrice de diffusion, lorsqu’il rebondissait sur la balle en mouvement.
Cette matrice de diffusion, combinée aux données de position de la balle obtenue via la caméra, a permis aux chercheurs de calculer en temps réel l’impulsion optimale des ondes sonores lorsqu’elles poussaient la balle pour optimiser l’effet et la trajectoire obtenue. Une fois le mouvement maîtrisé, les chercheurs ont ajouté des difficultés, et placé des obstacles fixes et mobiles.
« La méthode est ancrée dans la conservation de la quantité de mouvement, ce qui la rend extrêmement simple et générale, et c’est pourquoi elle est si prometteuse. » ajoute, enthousiaste, Romain Fleury.
« Certaines méthodes d’administration de médicaments utilisent déjà des ondes sonores pour libérer les médicaments encapsulés. Cette technique est donc particulièrement intéressante pour administrer un médicament directement aux cellules tumorales, par exemple. «
Les travaux détaillés sont parus le 21 juin dernier dans Nature dans l’article « Wave-momentum shaping for moving objects in heterogeneous and dynamic media ».
