La plupart des gens ne pensent pas à la dynamique des fluides lors de l'accouchement. Mais Megan Leftwich le fait.
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Le professeur d'ingénierie mécanique et spatiale de l'Université George Washington à Washington DC étudie les flux inspirés biologiquement, tels que les mécanismes permettant au poisson de nager ou l'interaction entre les fluides et d'autres forces lorsque le bébé passe dans le canal génital.
Après avoir observé les habitudes de nage des lions de mer lors d'un voyage en famille au zoo national de Smithsonian, Leftwich commença à réfléchir à la méthode de nage des lions de mer avec leurs nageoires avant plutôt qu'avec leurs nageoires postérieures. Les mammifères sont des nageurs efficaces et ne produisent presque pas de sillage . En collaboration avec le zoo national, Leftwich a filmé les lions de mer, retracé les applaudissements gracieux de leurs nageoires et a conçu un nageoire robotique qui reproduit le mouvement. Elle espère avoir un prototype fonctionnel d’ici la fin de l’été.
Le robot flipper suit une longue série d'inventions inspirées par la nature. L'ingénieur George de Mestral a étudié la tête épineuse d'une usine de bardane au microscope et au velcro brevetée en 1955. Et, plus récemment, la brillance des ailes de papillon a inspiré un écran pour les lecteurs électroniques. L'évolution a déjà résolu bon nombre des problèmes que nous rencontrons, d'une manière ou d'une autre, pour d'autres êtres vivants.
En fin de compte, Leftwich envisage des véhicules sans équipage dotés de nageoires robotisées au lieu d'hélices pouvant explorer des champs de mines sous-marins sans créer de grandes perturbations qui déclenchent des bombes réelles et des navires de recherche si efficaces qu'ils peuvent parcourir de longues distances avec une seule batterie.
Comment la nature t'inspire?
Je suis tellement inspiré par le monde naturel parce que nous y vivons et nous le voyons tout le temps. Il est très facile pour moi de voir les feuilles souffler dans le vent, puis de penser: «Euh, je me demande combien de force cette feuille peut absorber avant de se faire arnaquer? Ces questions, je peux les vivre dans une certaine mesure, et donc je peux toujours voir quelque chose de nouveau à explorer. Je suis fasciné par la façon dont le processus naturel, cette évolution a trouvé tant de solutions à tant de problèmes différents. Si je peux trouver un moyen de parvenir à cette solution, qu'il s'agisse de la manière dont la forme d'une fleur ou d'une herbe poussant dans une certaine direction interagit avec les fluides qui l'entourent, je peux alors étudier un problème.
Pourquoi étudiez-vous les organismes qui nagent?
Beaucoup de poissons nagent simplement en battant leur nageoire caudale, mais les dauphins et les baleines la battent de haut en bas. Les calamars et les méduses contractent leur corps et lancent un jet, tandis que les serpents de mer déplacent tout leur corps de haut en bas. Donc, même si cette idée de se déplacer dans l’eau n’a pas été trouvée, nous avons déjà beaucoup de solutions. J'étais vraiment intéressé par quel est le lien fondamental entre toutes ces solutions.
Les lions de mer se propulsent avec leurs nageoires frontales de manière à produire très peu de sillage. (Jon Betz) Pouvez-vous décrire les manœuvres que font les lions de mer?
Les lions de mer sont de grands nageurs. Ils sont très agiles et très joueurs, ils peuvent donc faire des virages très serrés et tout à coup ils vont se relever et faire 180 degrés dans un rayon très serré. S'ils vont vers l'avant et qu'ils veulent tout à coup voir quelque chose derrière eux, ils se lèveront la tête et feront un backflip et iront dans l'autre sens. Ils vont faire des tonneaux et tourner avec le nez comme axe. Ils sont extrêmement agiles.
Parce qu'ils nagent avec leurs nageoires antérieures par opposition à leurs queues, ils ne créent pas le sillage typique que vous vous attendez à voir derrière un poisson, un dauphin ou une baleine. Et si nous comprenons comment ils font cela et que nous pouvons intégrer cela dans un véhicule sans pilote, par exemple, nous pourrions créer un véhicule beaucoup plus difficile à détecter dans l'eau, quelque chose de silencieux sur le plan hydrodynamique.
Comment était-ce de rencontrer les lions de mer au zoo national?
Peu de gens ont la possibilité de caresser un lion de mer. Je pensais qu'ils seraient gluants, mais ils ne l'étaient pas. C'était un peu comme un Doberman Pinscher mouillé.
Ayant travaillé avec les lions de mer pendant près de deux ans, j'ai pu en rencontrer un, le toucher et voir comment la fourrure des otaries se sentait vraiment éclairante et a ajouté une profondeur de compréhension à ce problème que nous étudions à l'écran ou au moins à travers six pouces de verre.
Leftwich étudie le film sur les otaries du zoo national. (Jon Betz) Vous considérez-vous comme un innovateur?
Je ne résous pas toujours un problème, mais je crois vraiment que je résous les problèmes du futur. Je pense que cette base de connaissances va se traduire par des solutions à des problèmes que nous ne savons même pas, ou que nous savons que nous avons et ne souhaitons pas résoudre pour le moment. Peut-être que le taux élevé d'accouchements chirurgicaux dans notre pays n'est pas un gros problème, mais c'est un problème, et si nous avions une meilleure solution, ne serait-ce pas merveilleux? Je pense vraiment que beaucoup de ce que je fais est de rechercher une physique fondamentale où les gens ne pensent pas que cela existe.
