La Chine construit des méduses robotiques plus vraies que nature pour l'observation sous-marine silencieuse
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Brouillant la frontière entre biologie et robotique, des scientifiques chinois poussent le biomimétisme encore plus loin avec une petite méduse bionique à faible consommation d'énergie, si réaliste dans sa forme et ses mouvements qu'elle est presque impossible à distinguer de l'originale.
Développé à l'Université polytechnique du Nord-Ouest de Xi'an, dans le Shaanxi, le robot méduse surnommé le « fantôme sous-marin » (水下幽灵) a été conçu avec une grande précision pour ressembler à un flotteur translucide et se déplacer comme tel. Les ingénieurs ont indiqué qu'il utilise des actionneurs électrohydrauliques novateurs et des électrodes en hydrogel pour reproduire la propulsion des méduses dans l'eau, avec une consommation d'énergie minimale d'environ 28,5 milliwatts.
Des scientifiques démontrent les mécanismes qui confèrent à la méduse bionique son mouvement si réaliste.
Ce robot, d'un diamètre de seulement 12 cm et d'un poids de 56 grammes, est également doté d'une caméra intégrée et d'une puce d'intelligence artificielle lui permettant de cibler et d'identifier des objets sous-marins, ouvrant potentiellement de nouvelles perspectives pour la surveillance et l'exploration des grands fonds. Du fait de sa faible consommation d'énergie, ce type d'appareil est davantage conçu pour la surveillance à longue portée que pour des missions de plongée exploratoire de courte durée.
Bien que les statistiques de base soient largement connues, on ignore encore beaucoup de détails, comme sa profondeur d'immersion, sa vitesse, ses capacités de communication et son usage prévu. Conçu pour ressembler étrangement à une méduse adulte, il est difficile pour la faune marine et les humains de le reconnaître comme synthétique. Cependant, tout biologiste y verrait rapidement un problème : la prédation. Sachant que les tortues marines confondent les sacs plastiques avec des méduses , on imagine aisément que ces « fantômes sous-marins » pourraient finir par surveiller le système digestif des animaux en quête de nourriture.
Néanmoins, les méduses sont au cœur des recherches en biomimétisme depuis plus d'une décennie, les ingénieurs cherchant à exploiter la nature pour développer de nouvelles technologies. L'année dernière, le California Institute of Technology (Caltech) a dévoilé ses travaux sur la mise au point d'un robot sous-marin d'exploration des grands fonds inspiré des méduses , reprenant les mécanismes de déplacement et de propulsion de ces cnidaires nageurs libres ancestraux.
« Les méduses sont les premières exploratrices des océans, capables d'atteindre les profondeurs abyssales et de prospérer aussi bien dans les eaux tropicales que polaires », expliquait à l'époque l'ingénieur John Dabiri, professeur titulaire de la chaire Centennial à Caltech. « Comme elles sont dépourvues de cerveau et incapables de ressentir la douleur, nous avons pu collaborer avec des bioéthiciens pour développer cette application robotique biohybride dans le respect des principes éthiques. »
Explorateurs robotiques de méduses
En 2020, l'Université d'État de Caroline du Nord a également développé un prototype de robot souple inspiré des méduses, destiné à la fois à une utilisation sous-marine et comme aide potentielle aux procédures médicales.
Cette dernière innovation, cependant, pousse le biomimétisme à un niveau inédit et surprenant, grâce à un corps transparent et des tentacules d'un réalisme saisissant (heureusement sans nématocystes urticants ). Elle est équipée d'un actionneur électrostatique hydraulique (EHA) qui imite fidèlement les signaux neuronaux à l'origine de la locomotion pulsatile caractéristique des méduses.
Ce projet, piloté par le professeur Kai Tao de l'école de génie mécanique et électrique de l'Université polytechnique de Nanyang (NPU), a déjà permis de développer des technologies biomimétiques impressionnantes, notamment un robot souple de 470 kg, imitant la raie manta et se déplaçant sous l'eau avec une grande fluidité. En 2021, des scientifiques ont démontré ses capacités de collecte de données, notamment sa capacité à plonger jusqu'à 1 025 m de profondeur, autour des îles Xisha (Paracels) en mer de Chine méridionale. Les chercheurs de l'université travaillent également à l' optimisation de la locomotion par sauts pour les robots, en s'inspirant des insectes, des amphibiens et des vertébrés, et étudient l'utilisation de robots inspirés du gecko .
Exactement comme la vraie bête, mais avec une caméra et une puce d'IA à la place des tentacules venimeux.
Selon des sources chinoises, Tao a présenté la méduse en action sur la chaîne de télévision d'État CCTV, la montrant se déplacer dans différentes conditions aquatiques et reconnaître avec précision des objets, notamment l'emblème de la NPU et un poisson-clown.
Le 21 octobre, Tao Kai a déclaré au journal officiel chinois du ministère des Sciences et des Technologies, le Quotidien des Sciences et des Technologies , que « la faible consommation d'énergie, le faible niveau sonore et les caractéristiques hautement biomimétiques de ce robot méduse biomimétique lui confèrent des avantages uniques dans des scénarios tels que la surveillance discrète en haute mer, l'observation de zones écologiquement sensibles et l'inspection fine d'installations sous-marines, offrant une solution innovante aux principaux obstacles techniques rencontrés dans l'exploration des environnements extrêmes en haute mer. »