Les créatures marines du passé inspirent l’avenir des robots mous

À l’intersection fascinante de la biologie ancienne et de la technologie de pointe, des chercheurs de l’Université Carnegie Mellon sont les pionniers d’une approche innovante de la robotique douce en s’inspirant d’un passé lointain.

L’équipe a conçu un nouveau robot logiciel basé sur des simulations informatiques du mouvement d’un ancien animal marin qui vivait il y a des millions d’années.

Robotique douce

La robotique douce, domaine dédié à la création de robots fabriqués à partir de matériaux flexibles, offre des avantages inégalés en termes de sécurité et d’adaptabilité, notamment dans les interactions humaines.

Ces robots promettent de révolutionner un large éventail d’applications, depuis les dispositifs médicaux capables de naviguer dans les structures délicates du corps humain jusqu’aux machines sophistiquées conçues pour fonctionner dans les environnements difficiles de l’océan ou de l’espace.

Objet de l’étude

La recherche a été dirigée par Richard Desatnik sous la direction de Philip LeDuc et Carmel Majidi de Carnegie Mellon. Dans le cadre d’une collaboration unique avec des paléontologues européens, l’équipe de Desatnik a analysé les méthodes locomotrices d’anciennes créatures marines pour éclairer et améliorer la conception de robots mous.

L’accent est mis sur les pleurocystitidés, un type de créature marine qui prospérait il y a environ 500 millions d’années, dont le mouvement et la structure fournissent des informations précieuses sur les fonctionnalités robotiques potentielles.

Apprendre des animaux anciens

« Nous avons beaucoup appris des créatures modernes, mais cela ne représente que 1 % des animaux qui ont existé au cours de l’histoire de notre planète, et nous voulons voir s’il y a quelque chose que nous pouvons apprendre des 99 % restants des créatures qui parcouraient autrefois la planète. terre », a déclaré Desatnik.

« Il y a des animaux qui ont connu beaucoup de succès pendant des millions d’années et la raison pour laquelle ils sont morts n’est pas due à un manque de succès biologique – il peut y avoir eu un changement environnemental massif ou un événement d’extinction. »

Comment la recherche a été menée

La recherche a commencé par l’examen de pleurocystitidés fossilisés, parents des étoiles de mer et des oursins d’aujourd’hui. Les pleurocystitidés se distinguent par leurs tiges ou queues musclées, qu’ils utilisent pour se déplacer.

En utilisant des tomodensitogrammes pour reconstruire avec précision la forme tridimensionnelle de ces créatures, l’équipe a utilisé des simulations informatiques pour émettre l’hypothèse de la manière dont ces animaux anciens auraient pu se propulser dans l’eau. Sur la base des résultats, l’équipe a construit un robot logiciel qui imite les mouvements du pleurocystitide.

Idées clés

Les résultats indiquent que la méthode de déplacement des pleurocystitidés, en particulier le mouvement de balayage de leur tige, aurait pu être un moyen efficace de naviguer sur le fond océanique. De plus, l’évolution d’une tige plus longue, comme le suggèrent les archives fossiles, aurait pu augmenter leur vitesse sans augmenter significativement leur dépense énergétique.

Cette idée a de profondes implications pour la conception de robots souples sous-marins, qui pourraient être utilisés dans diverses tâches, de l’étude géologique à la maintenance des infrastructures sous-marines.

Implications plus larges

L’approche innovante des chercheurs, qu’ils ont appelée « paléobionique », représente une fusion de la paléontologie et de la robotique.

En étudiant des animaux disparus pour éclairer la conception de robots mous, ils font non seulement progresser notre compréhension des formes de vie historiques, mais ouvrent également de nouvelles possibilités en matière de mouvement et de fonctionnalité robotiques.

Desatnik présentera les résultats de l’équipe lors de la 68e réunion annuelle de la Biophysical Society, prévue du 10 au 14 février 2024, à Philadelphie, en Pennsylvanie.

Vous aimez ce que vous lisez ? Abonnez-vous à notre newsletter pour des articles attrayants, du contenu exclusif et les dernières mises à jour.

—-