16 janvier 2013

IRL1, le robot compliant, un laboratoire de la grosseur d’un millimètre carré, un scanner pour petits animaux, des salles blanches où moins de 100 particules de poussière (de 0,5 µm ou plus) sont tolérées par pied cube d’air : les projets innovants et les équipements de pointe ne manquent pas à l’Institut interdisciplinaire d’innovation technologique (3IT) de l’Université de Sherbrooke.

Petit compte rendu de notre incursion au cœur du 3IT dans le cadre du déjeuner du GATE du 7 décembre 2012…

Notre première expérience du 3IT commence dans la salle même où se déroule le déjeuner. Nous sommes dans un laboratoire d’évaluation des usages et d’ergonomie. Il y a des caméras vidéo partout, autant sur les murs qu’au plafond. Ces caméras sont utilisées pour étudier les interactions entre les usagers et les diverses technologies en conditions d’utilisation réelle. Le tout était en fonction lors de notre passage… et nous avons donc été filmés tout au long du déjeuner!

Après le déjeuner-conférence, nous avons eu la chance de visiter cinq autres laboratoires du 3IT.

Visite # 1 : Laboratoire d’intégration mécanique électrique informatique

Dans le laboratoire de François Michaud, nous avons fait la connaissance d’IRL1, le robot compliant. Il fait partie de l’unité de recherche IntRoLab – Laboratoire de robotique intelligente/interactive/intégrée /interdisciplinaire portant sur l’interaction humain-robot.

Normalement un robot est programmé pour accomplir certaines tâches et s’il y a contact avec un humain, par exemple, des blessures peuvent survenir dépendamment de la force du robot. Grâce à de nombreux capteurs, les robots compliants interagissent avec les humains de différentes façons : la voix, les mouvements de tête, les gestes, les expressions faciales, le déplacement et le toucher.

Dans le but d’améliorer la perception et le raisonnement d’un robot, l’équipe derrière IRL1 a été capable d’adapter sa force selon son environnement et les nouvelles actions portées vers lui, par exemple si un humain tire sur sa main, celui-ci ne résistera pas et suivra le mouvement. Un autre exemple, le robot ajustera la force dans son bras si une nouvelle charge lui est donnée. Une application possible : améliorer la qualité de vie des personnes en perte d’autonomie.

Pour en apprendre plus, visitez le site web du laboratoire.

Visite # 2 : Laboratoire de biophotonique et d’optoélectronique

C’est dans cet endroit qu’Alan Renaudin a développé un laboratoire-sur-puce. Oui, oui, un laboratoire si miniature qu’il tient sur un millimètre carré! Et pourtant, comme l’explique le professionnel de recherche, le minilaboratoire possède trois étages : la biologie, la chimie et l’électronique.

Ces minuscules laboratoires visent à être utilisés dans la détection de pathogènes dans le sang. Alors que présentement, il faut compter plusieurs heures pour analyser un échantillon sanguin, l’innovation que souhaite amener l’équipe de M. Renaudin est de raccourcir ce temps à une vingtaine de minutes. Comment? En créant un nanotsunami dans le micro-laboratoire  afin d’accélérer les processus en ne faisant bouger que quelques atomes seulement!

Ce laboratoire s’intéresse à la conception de composants et de dispositifs miniaturisés pour l’étude des systèmes biologiques. Plusieurs autres projets sont issus de ce laboratoire et vous pouvez les consulter sur le site web du laboratoire.

Visite # 3 : Salles blanches

Lorsqu’on entend salle blanche, on peut penser à une salle toute propre, d’un blanc immaculé… En fait, une salle blanche est un endroit où l’air est tellement filtré qu’il y a environ 100 particules de poussières par pied cube au lieu des millions de particules dans l’air en dehors des salles.

Comment y parvient-on? Eh bien, les salles sont dotées de superfiltres dans le plafond qui filtrent 99.97 % des particules dans l’air. L’entrée y est contrôlée, et on doit revêtir des vêtements spéciaux, de la tête aux pieds. Ces précautions sont utilisées, car les expériences réalisées dans cette salle peuvent être compromises par une seule poussière.

Les salles blanches abritent le Centre de recherche en nanofabrication et nanocaractérisation. Ce laboratoire appuie des activités de recherche fondamentale et appliquée dans les secteurs de la microélectronique, de la nanoélectronique, de l’optoélectronique, des télécommunications, des capteurs et du biomédical. Visitez le site web du laboratoire pour en connaître davantage sur les projets de l’équipe des salles blanches.

Visite # 4 : Laboratoire d’usinage et prototypage mécanique

Comment fait-on pour intervenir sur un patient lorsque celui-ci est dans un appareil IRM (imagerie à résonnance magnétique) et qu’aucun appareil métallique ne peut être utilisé? La professionnelle de recherche Geneviève Miron a la réponse!

Elle et son équipe ont développé un robot manipulateur d’aiguilles pour le cancer de la prostate qui fonctionne uniquement avec des muscles pneumatiques en silicone. Les « muscles » binaires se gonflent et s’étirent selon qu’ils sont pressurisés ou non et ils positionnent l’aiguille à l’endroit où la tumeur se situe. Le médecin peut ensuite insérer l’aiguille dans le patient sans obstruer le fonctionnement de l’IRM.

Cette technologie novatrice vise à être utilisée pour la radiation locale (curiethérapie), la biopsie ou la cryogénisation d’une tumeur. Pour pouvoir suivre les autres projets d’actionneurs et de moteurs du laboratoire CAMUS, visitez le site web de l’équipe.

Visite # 5 : Laboratoire d’instrumentation et d’imagerie biomédicale

Dans ce laboratoire, des étudiants et des professionnels de recherche, sous la direction des professeurs Réjean Fontaine et Jean-François Pratte, ont développé un scanner de tomographie d’émission par positrons (TEP) dédié à l’acquisition d’images médicales sur petits animaux, appelé le LabPET.  Ce scanner est commercialisé depuis 2006 et occupe ~25 % du marché des scanners précliniques.

Maintenant que le génome humain (ADN) est décodé, les scientifiques cherchent à comprendre les bio-processus qui y sont sous-jacents afin de développer de nouveaux traitements mieux ciblés. Dans cette optique, l’imagerie moléculaire est tout à fait indiquée et le scanner TEP s’avère un outil de choix. Par ailleurs, dans le cadre de la recherche préclinique, les expérimentations s’effectuent sur des petits animaux génétiquement modifiés comme la souris, ayant de très petits organes. Les nouveaux scanners doivent donc avoir une excellente résolution spatiale pour pouvoir détecter des anomalies de moins d’un millimètre. À cet effet, la première version du scanner commercialisé, le LabPET I,  est capable d’atteindre une résolution spatiale de 1.3 mm, suffisante pour visualiser les cavités cardiaques d’une souris!

Le prochain défi des chercheurs est de concevoir et de bâtir un scanner adapté aux lapins atteints de diabète et ce dernier devrait être le premier à briser le millimètre de résolution spatiale! Le site web de l’équipe vous donnera de plus amples informations concernant ses activités.

Crédit photo : Sherbrooke Innopole