Les poulpes ont des compétences assez impressionnantes. Ils utilisent des outils. Ils éclosent des échappées audacieuses. Ils jouent à des jeux. Ils utilisent des essais et des erreurs. Mais peut-être que leur compétence la plus cool (et certainement la plus digne de YouTube) est leur capacité à se camoufler. Ils peuvent changer non seulement leur couleur, mais aussi leur texture, en utilisant des projections appelées papilles sur leur peau pour créer des bosses et des crêtes se fondant dans les rochers, le corail, les herbiers marins, le sable et à peu près tout ce qui se trouve à proximité.
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Une compétence utile à avoir, non? Maintenant, nous, les humains, sommes peut-être sur le point d'exploiter cette capacité de maître du déguisement. Des chercheurs de l'Université Cornell, de l'Université de Pennsylvanie et du Laboratoire de biologie marine de Woods Hole ont créé un matériau 2D capable de se transformer en une structure 3D à la texture complexe lorsqu'il est gonflé, ouvrant ainsi la voie à un certain nombre d'utilisations potentielles.
Le matériau est en caoutchouc de silicone intégré avec un treillis en fibre Le treillis est formé de plusieurs anneaux qui agissent de la même manière que les muscles du poulpe, entraînant la peau en caoutchouc sous différentes formes. Lors des essais, les chercheurs ont configuré le maillage de manière à ce que le matériau, une fois gonflé, prenne l'apparence d'une série de pierres rondes. Ils ont également conçu un maillage ressemblant à un type de plante succulente.
James Pikul, professeur de génie mécanique à l'Université de Pennsylvanie qui a contribué à la direction de la recherche, s'est inspiré des céphalopodes tels que les calmars et les poulpes pour construire de meilleurs robots à la texture douce.
«Ces créatures sont incroyablement fascinantes car elles sont entièrement molles», dit-il. «Ils peuvent courir sur le fond de la mer, ils peuvent nager, mais ils n’ont pas de système squelettique. C’est l’objectif de conception idéal pour quelqu'un qui crée un robot logiciel. ”
L'un des défis du travail avec des matériaux mous comme le caoutchouc en robotique est qu'ils peuvent être difficiles à contrôler, car ils s'étirent de multiples façons. Pikul s'est rendu compte qu'imiter la structure musculaire d'un céphalopode en ajoutant des anneaux de tissu relativement non extensibles à un matériau souple était un moyen de mieux contrôler la forme.
Pikul et son équipe ont décidé de tester leur matériau en le faisant ressembler à des rochers, car «il est en fait assez difficile de camoufler des rochers», dit Pikul.
Une personne se tenant devant un tas de rochers dans un costume de la couleur d'un rocher ressemble à une roche en forme d'homme, en particulier lorsque le soleil brille et projette une ombre en forme d'homme. Mais en ajoutant de la texture, vous avez changé l'équation.
La plante succulente a été choisie comme sujet d’essai à cause de ses feuilles bulbeuses. À l’heure actuelle, les matériaux prototypes n’ont pas le genre d’étirement nécessaire pour se transformer en structures très fines comme des feuilles de chêne ou du papier. Mais les feuilles rondes des plantes succulentes étaient à portée de main. Pikul et son équipe espèrent développer à terme des structures pouvant être très minces.
La recherche, qui a été parrainée par le Bureau de recherches de l'armée, apparaît cette semaine dans la revue Science .
"Les résultats sont impressionnants", écrit Cecilia Laschi, professeur de robotique à l'École d'études avancées Sant'Anna de Pise, en Italie, commentant les travaux scientifiques de Pikul.
Bien que les textures créées dans les matériaux prototypes soient relativement simples, dit Laschi, elles représentent un premier pas important vers de multiples utilisations militaires, scientifiques et architecturales potentielles. Ils pourraient aider les scientifiques à étudier les animaux sauvages en permettant aux robots de la caméra de bien se fondre dans leur environnement. Les bâtiments 3D gonflables en matériaux peuvent changer de forme en fonction des besoins, transformant leurs surfaces de lisses en galets pour ajouter de l'ombre pendant les périodes ensoleillées, ou déplaçant les panneaux solaires dans de meilleures positions à mesure que le soleil se déplace dans le ciel.
Inspiré par la carte émouvante du maraudeur dans Harry Potter, Pikul imagine un tableau de bord lisse qui, par simple pression sur un bouton, se transforme en une carte topographique de ses environs. Ou une manette de jeu qui émerge d'une surface plane et disparaît lorsque vous n'en avez plus besoin.
Pikul envisage également de développer des matériaux pouvant se transformer en plusieurs formes. À cet égard, la pieuvre est encore bien en avance sur l'homme. Comme le note Laschi, nous ne comprenons toujours pas comment les céphalopodes détectent la couleur et la texture de leur environnement. Si de nouvelles recherches devaient élucider ce mystère, cela pourrait conduire au développement de robots auto-camouflants.
D'autres chercheurs travaillant sur des robots doux se sont inspirés des poulpes et d'autres céphalopodes. L'année dernière, les chercheurs de Harvard ont lancé un "octobre" autonome imprimé en 3D qui se propulse par réaction chimique. Plus tôt cette année, une société allemande de robotique est sortie avec un robot tentacule à pieuvre en silicone souple, capable de ramasser et de poser des objets. Laschi a contribué au lancement d'un projet multinational visant à créer des robots pieuvres, dans le but de comprendre et d'exploiter les capacités de la créature à camoufler, manipuler des objets, déplacer et détecter leurs environnements.
Mais pourraient-ils tromper une vraie pieuvre?
