Comment des chiens à trois pattes améliorent la conception des robots
Des scientifiques de l'UE à l'université Friedrich Schiller d'Iéna, en Allemagne, ont étudié la locomotion de chiens à trois pattes afin de concevoir des robots qui puissent continuer à se déplacer en cas de perte d'un membre. L'UE a soutenu les travaux dans le cadre du projet LOCOMORPH («Robust robot locomotion and movements through morphology and morphosis»), qui a reçu 2,7 millions d'euros au titre de l'initiative «Embodied intelligence» du domaine thématique Technologies de l'information et de la communication (TCI) du septième programme-cadre (7e PC). Les canidés sont réputés pour s'accommoder de la perte d'un membre et sont souvent capables de se déplacer admirablement sur trois pattes. Les chercheurs en Allemagne voulaient donc découvrir comment ils s'adaptaient à cette situation. Ils ont étudié les techniques de marche et de course de chiens amputés d'une patte avant ou arrière, et ils ont constaté que les méthodes (des stratégies de compensation) adoptées par les animaux pour conserver leur mobilité différaient selon le membre manquant. «La locomotion au sol a évolué en fonction d'un nombre pair de membres», expliquait Martin Gross, chercheur principal de l'étude et biologiste à l'université Friedrich-Schiller d'Iéna. «Après la perte d'un membre, suite à une blessure, par exemple, le système locomoteur doit se réorganiser.» Le Dr Gross et ses collègues ont constaté que les chiens ont plus de mal à se mouvoir s'ils perdent une patte avant. En effet, en cas d'amputation d'une patte arrière, le chien utilise toujours ses pattes avant de la même façon, nécessitant ainsi peu ou pas de stratégie de compensation. Par contre, en cas de perte d'une patte avant, les autres doivent subir une adaptation particulière pour assurer leur coordination par un processus de «compensation de la démarche», concluent les chercheurs. Ils suggèrent que cette différence tient à la répartition du poids de l'animal, qui repose davantage sur les pattes arrière. Les scientifiques ont étudié des chiens amputés d'une patte avant ou arrière, courant par périodes de 2 minutes sur un tapis roulant, synchronisé avec 10 caméras à infrarouge à grande vitesse. Ils ont placé des pastilles réfléchissantes sur la peau des chiens afin de suivre les déplacements des différentes parties du corps, et ont enregistré les mouvements. Ils ont enfin conduit des comparaisons complexes de la cinématique du déplacement des chiens amputés d'une patte et de la locomotion «normale» des chiens à quatre pattes. Les résultats de cette étude ont été présentés lors de la réunion annuelle de la Société de biologie expérimentale, qui s'est tenue le 1er juillet 2010 à Prague, en République tchèque. Les scientifiques ont déclaré que leurs travaux se poursuivent et qu'ils espèrent faire d'autres mesures afin de ratifier leurs découvertes. Ces résultats découlent du projet quadriennal LOCOMORPH, conduit par des biologistes, des physiciens et des ingénieurs provenant de plusieurs institutions, notamment de l'université de Zurich et l'École polytechnique fédérale de Lausanne en Suisse, de l'université de Syddansk au Danemark, de l'université d'Anvers en Belgique, de l'université de Ryerson au Canada, et de l'université d'Iéna. Le projet a été lancé en 2009 dans le but de faire progresser la locomotion et les mouvements des robots grâce à une approche pluridisciplinaire faisant appel à la biologie, la biomécanique, les neurosciences, la robotique et l'intelligence embarquée. Les chercheurs espèrent trouver des méthodes pour renforcer l'efficacité et la fiabilité des robots dans des environnements inconnus, et donc leur utilité. Le projet LOCOMORPH envisage d'autres travaux afin de mieux comprendre l'activité locomotrice, en étudiant des changements volontaires ou non des mouvements du corps sur une grande variété d'animaux, des lézards aux okapis, et des babouins à l'homme.
Pays
Allemagne