Conception Bien Armée: 8 Technologies Inspirées Par Octopus

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Les pieuvres ont inspiré de nombreuses innovations technologiques, allant des matériaux de camouflage aux bras robotiques. Voici quelques technologies inspirées du poulpe.

La pieuvre a inspiré de nombreuses innovations technologiques, et à juste titre. Ce céphalopode est adroit sous l’eau, peut se camoufler, a une vision bien développée, des bras musclés, des ventouses sensorielles et un corps souple.

"La pieuvre est un animal fascinant, très particulier, compte tenu de sa structure musculaire qui fonctionne comme un squelette modifiable", a déclaré Cecilia Laschi, professeure de biorobotique à la Sant'Anna School of Advanced Studies à Pise, en Italie.

Laschi prépare actuellement un numéro spécial de la revue Bioinspiration & Biomimetics, qui devrait paraître cet automne, sur la robotique inspirée du poulpe. [Voir les photos de différentes technologies inspirées du poulpe]

Voici quelques nouvelles technologies que des chercheurs, comme Laschi elle-même, ont créées à partir de la créature marine:

Matériel de camouflage

Les poulpes ont des cellules spécialisées qui permettent aux animaux de changer la couleur et les motifs de leur peau, se camouflant efficacement contre les prédateurs. Une équipe de chercheurs dirigée par Cunjiang Yu, professeur adjoint d'ingénierie à l'Université de Houston, et John Rogers, professeur de science des matériaux et d'ingénierie à l'Université de l'Illinois à Urbana-Champaign, ont développé leur propre version de ce camouflage.

Le système de camouflage flexible de l'équipe contient des couches de capteurs de lumière et de colorant sensibles à la chaleur. "Nous avons fait partie d'une équipe interdisciplinaire de chercheurs fondée par l'Office de la recherche navale pour étudier les techniques de reproduction permettant de reproduire les capacités de changement de couleur des céphalopodes dans des systèmes artificiels", a déclaré Rogers à WordsSideKick.com.

Ventouses

L'année dernière, des scientifiques du laboratoire de recherche de l'armée américaine, du centre de biologie chimique d'Edgewood et de l'Université du Maryland ont créé des ventouses auto-scellantes imprimées en 3D. Ces dispositifs pourraient aider les robots à saisir des objets, en particulier dans les environnements de secours en cas de catastrophe, trop dangereux pour les humains.

Les chercheurs ont testé quatre ventouses prototypes de la taille d'un doigt, fabriquées à partir d'un type de polymère qui se solidifie sous l'effet des rayons ultraviolets. Les résultats ont montré que les gobelets étaient suffisamment solides pour contenir une bouteille de vin, selon le laboratoire américain de recherche militaire.

Robot changeant de couleur

Les scientifiques de l'université de Harvard dirigés par le chimiste George Whitesides ont créé il y a deux ans un robot doux et changeant de couleur inspiré des poulpes et des calmars.

Le robot à quatre branches possède une couche séparée de minuscules canaux à travers lesquels les colorants liquides peuvent être pompés et évacués. La couleur des colorants peut être combinée pour aider le robot à se fondre dans son environnement.

Plus récemment, l'équipe a développé un nouveau robot logiciel. Bien que celui-ci ne change pas de couleur, il a la même forme que l'original et peut se déplacer de manière autonome. Fabriqué à partir de silicone, de microsphères de verre creuses et d’un tissu synthétique spécialisé, il est suffisamment résistant pour résister aux flammes, à l’eau et aux projections de voitures. La nouvelle revue Soft Robotics a présenté le design du robot dans le premier numéro de la publication.

La natation

L'année dernière, des scientifiques de la Fondation pour la recherche et la technologie - Hellas en Grèce ont testé un prototype de robot sous-marin à huit bras. Non seulement la machine ressemblait à une pieuvre, mais elle imitait également les mouvements de cette créature. [Machines super intelligentes: 7 Futurs robotiques]

L'objectif du projet est d'étudier de nouveaux types de propulsion afin de permettre aux robots de transporter plus facilement des charges lourdes sous l'eau.

Des expériences menées dans un réservoir d'eau avec le prototype robotique à huit bras ont démontré avec succès un mouvement semblable à une rame, appelé ramassage, et ont atteint une vitesse de 0,2 longueurs de corps par seconde selon le document des chercheurs lors de la Conférence internationale IEEE sur la robotique et l'automatisation 2013.

Sensation douce

Le contrôle corporel hautement distribué de la pieuvre a incité des chercheurs de l'Université de Zurich en Suisse et de l'Université de Kyoto au Japon à créer et à étudier un bras en silicone chargé de capteurs. Les capteurs détectent la position du bras lors de la rotation, ce qui permet aux chercheurs de suivre et d'analyser la dynamique en jeu.

Les matériaux non rigides étant généralement difficiles à contrôler, les scientifiques espèrent que leurs calculs conduiront à des interfaces de robot logiciel plus intelligentes.

"De nombreux êtres vivants ont un corps très mou, et la pieuvre sert de cas extrême", a déclaré Kohei Nakajima, professeur adjoint à l'Université de Kyoto au Centre de recherches avancées Hakubi, qui travaille sur le bras. "C’est pourquoi de nombreux chercheurs, en particulier de la robotique bioinspirée, s’y intéressent."

Bras robotiques portables

Un prototype récent de bras robotiques portables pourrait ressembler au Docteur Octopus, médecin supervisé par Spider Man, mais le dispositif, créé par une équipe du laboratoire d'Arbeloff du MIT, a été créé avec de bonnes intentions.

Donner des armes supplémentaires pourrait un jour aider à prévenir les blessures des travailleurs qui effectuent des tâches répétitives et difficiles. Les images conceptuelles du laboratoire montrent ces "membres robotiques surnuméraires", ou SRL, montés sur les épaules ou à la taille. Lors des tests de cet été, un prototype monté sur l'épaule a montré comment les bras pouvaient imiter les mouvements réels des bras du porteur.

Opérations maritimes

La PoseiDRONE est une retombée du projet européen Octopus Integrating, qui a travaillé sur de nouveaux principes et technologies de conception pour les robots virtuels de nouvelle génération, basés sur le comportement et les caractéristiques des pieuvres.

Cecilia Laschi et ses collègues s'emploient à construire un nouveau robot composé de 90% de matériaux mous pouvant résister à des conditions sous-marines extrêmes tout en effectuant des travaux risqués. L'objectif est que le robot PoseiDRONE nage, rampe et manipule des outils sous l'eau.

À l'avenir, de tels robots logiciels pourraient effectuer des tâches telles que la maintenance sous-marine d'éoliennes en mer ou contribuer aux opérations de forage pétrolier. Un prototype mis à jour est en cours de test.

Endoscope souple

Le projet STIFF-FLOP axé sur les systèmes cognitifs et la robotique pour les opérations chirurgicales est une autre retombée du projet européen Octopus lancé par Laschi et son équipe. Le projet vise à créer un endoscope souple et flexible pour la chirurgie peu invasive. Jusqu'à présent, la conception s'inspire des troncs d'éléphants et des bras de pieuvre.

Laschi a déclaré que son laboratoire avait l'habitude de garder des poulpes vivants pour les mesures et l'observation afin d'informer l'endoscope et d'autres projets. Cela a aidé les chercheurs à mieux connaître les animaux. "Ils sont inopinément interactifs avec les êtres humains", a-t-elle déclaré. "Tous nos animaux ont montré des comportements et des attitudes assez différents les uns des autres."

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