The Biorobotics Laboratory (BioRob in short) is part of the Institute of Bioengineering in the School of Engineering at the EPFL. We work on the computational aspects of locomotion control, sensorimotor coordination, and learning in animals and in robots. We are interested in using robots and numerical simulation to study the neural mechanisms underlying movement control and learning in animals, and in return to take inspiration from animals to design new control methods for robotics as well as novel robots capable of agile locomotion in complex environments.

Our research interests are therefore at the intersection between robotics, computational neuroscience, nonlinear dynamical systems, and machine learning. We carry out research projects in the following areas: neuromechanical simulations of locomotion and movement control, systems of coupled nonlinear oscillators for locomotion control, adaptive dynamical systems, design and control of amphibious, legged, and reconfigurable robots, control of humanoid robots and of exoskeletons.

L'équipe développe une recherche à la fois fondamentale et appliquée faisant appel à la biomécanique, la bio-ingénierie et aux sciences biomédicales. L'objectif est, en suivant une approche multi-échelles, de comprendre l’impact des forces mécaniques sur la physiologie et la physiopathologie de l’appareil respiratoire. L'équipe se caractérise par sa multidisciplinarité avec un fort ancrage clinique en raison de son implantation dans un grand centre hospitalier. Au travers des médecins cliniciens présents dans l’équipe (réanimateurs adulte et pédiatriques, chirurgiens ORL, pneumologues...), l’équipe a accès à plusieurs réseaux de patients de soins intensifs, réanimation, ORL, adultes et nouveau-nés, ventilés ou non mécaniquement qui l'alimentent en problématiques physiopathologiques permettant d’aller des mécanismes fondamentaux jusqu’à l’évaluation clinique des concepts proposés (études multicentriques).

Le début des recherches en mécanique des systèmes vivants et en bio-ingénierie remonte à une dizaine d’années au LadHyX et occupe aujourd’hui une place importante. Elle s’organise principalement autour d’expériences de laboratoire sous microscope.

A l’échelle de la cellule, on trouve des travaux en mécanobiologie et immunomécanique pour la micromanipulation de globules blancs et autres cellules, notamment à l’aide de micropipettes. D’autres travaux s’organisent autour des écoulements sanguins, la mécanique vasculaire et débouchent sur des applications pour des dispositifs endovasculaires comme les stents ou des systèmes de transport biomédicaux.

S’appuyant sur les travaux en écoulement microscopique et microfluidique, des recherches sont également menées sur la croissance de bactérie dans des gouttes, la nage de micro-organismes, la culture cellulaire tridimensionnelle et les organoïdes sur puce.

Enfin tout récemment les actions en biomécanique végétale, portant à l’origine sur les effets du vent sur les plantes et leurs caractéristiques vibratoires, se sont renforcées par des recherches en morphogénèse, utilisant des approches de microfluidique en biologie du développement.

Le Laboratoire de Mécanique et d’Acoustique (LMA) est une unité mixte de recherche dans les domaines de la mécanique des solides et de l’acoustique. Dans le domaine de la biomécanique, les recherches menées au sein du LMA visent à imager, caractériser et/ou modéliser les systèmes vivants, basées sur des approches analytiques, numériques et expérimentales in vitro et in vivo. Plus spécifiquement, nos recherches portent sur :
- l'étude des phénomènes physiques participant à la production de la voix (caractéristiques mécaniques des plis vocaux de constitution complexe et les propriétés des sons résultants).
- le développement de techniques ultrasonores quantitatives pour imager et caractériser les tissus biologiques (caractérisation de la structure osseuse par spectroscopie acoustique, imagerie par tomographie ultrasonore de type full waveform inversion, caractérisation des structures cellulaires dans les suspensions sanguines et tumeurs)