Innovation

Nécrobotique : des scientifiques transforment des araignées mortes en pinces robotisées totalement fonctionnelles

Un groupe de recherche américain a utilisé un corps inanimé d’une araignée pour créer un robot biodégradable avec des pinces habiles. Ce nouveau concept est appelé « nécrobotique », une association de deux termes : « robotique » et « nécro » signifiant « mort » en grec.

Le domaine de la robotique molle combine la robotique, la biologie, la chimie et la physique. Les chercheurs y parviennent à développer des robots plus agiles, plus performants et plus respectueux de l’environnement. Ils s’inspirent généralement de la nature, notamment des animaux, pour réaliser ces machines automatisées d’un nouveau genre. Ces dernières sont utiles dans les applications particulières telles que la manipulation d’objets fragiles et/ou minuscules. Mais dans cette étude, une équipe de scientifiques de l’Université Rice, au Texas, ne se contente pas d’imiter les animaux et d’imprimer les dispositifs robotisés en 3D à partir de matériaux spécifiques comme la silicone. Elle a carrément transformé une araignée morte en bras robotisé doté de pinces particulièrement agiles. Comment est-ce possible ? Nous vous invitons à découvrir cette innovation atypique dans cette rubrique.

La nécrobotique, un nouveau domaine de recherche

Cette nouvelle approche exploite les architectures complexes des matériaux biotiques afin de mettre au point des composants robotiques utiles. Dans cette étude, Te Faye Yap, Daniel J. Preston et leurs collègues ont ainsi réussi à fabriquer, en une seule étape, des pinces pneumatiques à partir d’une araignée-loup morte. En effet, ces chercheurs ont tiré parti du mécanisme hydraulique de cet insecte pour activer ses pattes et lui permettre de s’adapter aux systèmes robotiques traditionnels. Selon eux, depuis longtemps, les humains transforment des matériaux biotiques en objets utiles au quotidien. Les hommes primitifs fabriquaient, par exemple, des habits à partir des peaux d’animaux et des ustensiles ou des armes à partir des os.

Les scientifiques affirment qu'il s'agit du moyen le plus simple de fabriquer une pince robotisée.
Les scientifiques affirment qu’il s’agit du moyen le plus simple de fabriquer une pince robotisée. Crédit photo : Université Rice au Texas

La conception du premier « nécrobot » au monde

Dans cette expérience, le corps d’une araignée-loup décédée a été utilisé comme actionneur à l’extrémité d’un bras robotisé. Selon ces scientifiques américains, il s’agit d’une percée dans le domaine de la robotique. L’équipe a choisi cet insecte, car son anatomie est bien adaptée à cette innovation. En effet, chez les araignées vivantes, leurs huit pattes peuvent se contracter vers l’intérieur grâce à des muscles fléchisseurs. Il est à préciser qu’elles ne comportent aucun muscle antagoniste qui s’oppose au mouvement créé par les muscles agonistes. En revanche, ces pattes peuvent s’étendre vers l’extérieur grâce à la pression de l’hémolymphe (liquide jouant le même rôle que le sang) produite au niveau du prosoma ou du céphalothorax (la partie du corps de l’insecte reliée à chacune de ses pattes).

Pour créer ce bras robotisé mou, ces scientifiques ont donc reproduit ces mécanismes sur une araignée-loup morte. Lors de l’étude, ils ont tué une araignée en la plaçant dans un congélateur réglé à une température glaciale (près de -4 °C) durant une période de cinq à sept jours. Puis, ils ont inséré une aiguille dans le céphalothorax de l’insecte mort et ont scellé l’ensemble à l’aide d’une colle spéciale. Une simple pression sur la seringue a permis de faire plier ou déplier ses pattes. Grâce à cette manœuvre, l’araignée nécrobotique était capable de soulever un minuscule composant électronique et une petite boule. Elle pouvait s’agripper fortement et saisir de petits objets jusqu’à 130 % de son propre poids.

Fabrication de la pince nécrobotique. a) Une araignée est euthanasiée par application d'une température froide. L'articulation fémoro-patellaire de l'araignée a été visualisée à l'aide d'un microscope électronique à balayage (MEB) pour montrer la membrane articulaire au niveau de l'articulation avec la géométrie du pare-soleil de la poussette. b) Une aiguille hypodermique de calibre 25 est insérée dans le prosoma de l'araignée et scellée avec de la colle. L'image MEB montre que la colle forme un joint étanche autour de l'aiguille et de la cuticule (ou exosquelette). Nous avons effectué la même procédure avec de la colle teintée en bleu sur une aiguille similaire pour illustrer le mécanisme d'auto-obturation. c) Une fois la colle durcie, une seringue (ou toute autre source de pression appropriée) est connectée à l'aiguille, complétant ainsi la fabrication de la pince nécrobotique.
Fabrication de la pince nécrobotique. a) Une araignée est euthanasiée par application d’une température froide. L’articulation fémoro-patellaire de l’araignée a été visualisée à l’aide d’un microscope électronique à balayage (MEB) pour montrer la membrane articulaire au niveau de l’articulation avec la géométrie du pare-soleil de la poussette. b) Une aiguille hypodermique de calibre 25 est insérée dans le prosoma de l’araignée et scellée avec de la colle. L’image MEB montre que la colle forme un joint étanche autour de l’aiguille et de la cuticule (ou exosquelette). Les chercheurs ont effectué la même procédure avec de la colle teintée en bleu sur une aiguille similaire pour illustrer le mécanisme d’auto-obturation. c) Une fois la colle durcie, une seringue (ou toute autre source de pression appropriée) est connectée à l’aiguille, complétant ainsi la fabrication de la pince nécrobotique.

Les prochains travaux prévus par les chercheurs

En raison de leur biodégradabilité, les araignées pourraient être employées dans le domaine de la recherche en robotique molle et écologique. Il convient cependant de préciser que le corps de cet insecte commence à se décomposer après seulement deux jours d’utilisation. Ce problème serait dû à la déshydratation des joints. Pour y remédier, les scientifiques ont recouvert les araignées de cire d’abeille. Ce qui permet de ralentir leur dégradation. Après une dizaine de jours, ils ont perdu de poids dix-sept fois moins important. Cette équipe prévoit ainsi de continuer ses recherches pour tester différents autres types d’enrobage et utiliser un système hydraulique basé sur l’hémolymphe. Plus d’informations : advanced Science. Que pensez-vous de cette innovation ? N’hésitez pas à partager votre avis, vos remarques ou nous signaler une erreur dans le texte, cliquez ici pour publier un commentaire .


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Tsiory Laurence

Titulaire de Licence en communication et en langue française, j’exerce le métier de rédactrice francophone web depuis une dizaine d’années. Avant de rejoindre l’équipe de rédaction de Neozone, j’ai collaboré avec quelques agences de communication web locales, ce qui m’a permis de consolider mon expérience et mes connaissances en matière de création de contenus web. J’accorde une grande attention à chaque article que j’écris afin de vous fournir des informations, des solutions, des conseils ou des idées pour nous faire avancer. Je suis capable de traiter divers thèmes, mais je préfère surtout les sujets autour de l’innovation, de la technologie, du voyage, de l’immobilier et des actualités en général. À travers les articles que je rédige pour Neozone, j’espère vous faire connaître des inventions et des produits utiles au quotidien, ainsi que des inventeurs et des entreprises novatrices en France, en Europe et dans le monde entier. « La vie est une grande école où à chaque instant l’Homme s’enrichit et tire une leçon de ses propres expériences ». Cette citation de Maude Anssens m’inspire dans tout ce que j’entreprends au quotidien. J’aime aussi suivre les actualités politiques et économiques internationales. Je pense que donner le meilleur de soi et s’adapter aux évolutions du monde autant que possible sont des valeurs importantes qui peuvent nous aider à progresser et à rester toujours efficace. Je suis sur Linkedin si vous voulez me faire passer un message.

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