Pourquoi s’embêter à concevoir vos propres robots quand vous pouvez réutiliser ce que la nature a créé ?
C’était le processus de réflexion derrière un projet de recherche des ingénieurs de l’Université Rice qui a réussi à transformer des araignées mortes en griffes robotiques. Les scientifiques ont qualifié leur nouveau domaine de recherche de “nécrobotique” et affirment qu’il pourrait créer des alternatives bon marché, efficaces et biodégradables aux systèmes robotiques actuels.
Alors pourquoi les araignées ? Eh bien, alors que les humains bougent leurs membres en utilisant des paires de muscles antagonistes, comme les biceps et les triceps, les pattes des araignées ne contiennent qu’un seul muscle fléchisseur qui tire la jambe vers l’intérieur. Ceci est opposé par un système hydraulique : une chambre au centre du corps de l’araignée (appelée prosoma) expulse le fluide pour ouvrir la patte, avec des valves séparées qui permettent à l’animal de contrôler chaque membre indépendamment. Au fait, c’est pourquoi les araignées se recroquevillent toujours lorsqu’elles meurent; il n’y a aucune pression sur le système pour s’opposer aux muscles fléchisseurs de la jambe.
Forte de ces connaissances, l’équipe de l’Université Rice a découvert qu’elle pouvait faire fonctionner artificiellement ce système hydraulique simplement en enfonçant une aiguille dans le prosoma d’une araignée morte, en poussant de l’air vers l’intérieur et l’extérieur pour ouvrir et fermer les pattes de l’araignée comme une machine à griffes.
Vous pouvez voir une vidéo de son travail en action ci-dessous :
“Il se trouve que l’araignée, après sa mort, est l’architecture parfaite pour les pincettes naturelles à petite échelle”, a déclaré Daniel Preston de la George R. Brown School of Engineering de Rice dans un communiqué de presse. Les araignées peuvent soulever plus de 130% de leur poids corporel et effectuer 1 000 cycles d’ouverture et de fermeture avant que les articulations ne se dégradent.
L’équipe de l’Université Rice, dirigée par l’étudiante diplômée Faye Yap, a publié un article décrivant son travail dans la revue Sciences avancées. Dans ce document, ils soulignent que l’humanité a une longue histoire de réutilisation des restes d’organismes morts pour de nouveaux usages, des peaux d’animaux utilisées comme vêtements aux os aiguisés en pointes de flèches et outils. Dans ce contexte, transformer une araignée morte en griffe robotique n’est pas aussi inhabituel que cela puisse paraître à première vue.
Les scientifiques soulignent également que les roboticiens s’inspirent souvent du monde naturel pour leurs conceptions, copiant la surface collante des pieds de gecko ou les ondulations de la queue d’un poisson, par exemple. Mais, raisonnaient-ils, pourquoi copier quand on peut voler ? Surtout quand Mère Nature a déjà fait le travail acharné de développer des mécanismes efficaces à travers des millions d’années d’évolution.
Comme ils l’écrivent dans l’article, “Le concept de nécrobotique proposé dans ce travail tire parti de conceptions uniques créées par la nature qui peuvent être compliquées, voire impossibles à reproduire artificiellement.”
Le groupe a commandé ses sujets de test à une société de fournitures biologiques, rapporte gadget, ce qui a créé quelques problèmes pour les collègues arachnophobes. Comme Rice’s Preston l’a dit à la publication, “L’un des employés qui travaille dans notre bureau principal n’aime vraiment pas les araignées. Nous devions donc appeler le front office chaque fois que nous avions une autre livraison à utiliser pour le projet et leur faire savoir.
Le travail est essentiellement une preuve de concept pour le moment, mais Preston a déclaré qu’il pourrait avoir de nombreuses applications futures. “Il y a beaucoup de tâches de pick-and-place que nous pourrions étudier, des tâches répétitives comme le tri ou le déplacement d’objets à ces petites échelles, et peut-être même des choses comme l’assemblage de microélectronique”, a-t-il déclaré dans un communiqué de presse.
Une autre utilisation pourrait être la collecte d’échantillons d’animaux dans la nature, a déclaré Yap, car un attrape-araignée est “intrinsèquement camouflé”.