Déchiffrer la nature…: Épisode 1

Nous, les jeunes présents, connaissons très bien le type de technologie moderne présent. L'industrialisation et la mondialisation nous ont conféré ce monde moderne. Rien ne semble hors de portée, avec le large éventail de solutions de la technologie moderne. Nous avons commencé à réaliser le potentiel de notre contact à un doigt, qui peut nous chercher des informations dans n'importe quel coin du monde, faire fonctionner un robot et ce qui ne l'est pas. Selon les données de la Banque mondiale, le secteur médical a également connu une croissance correspondante, l'espérance de vie moyenne passant de 55,35 ans en 1980 à 68,56 ans en 2016. La perception et l'impact de diverses maladies ont progressivement changé au fil des ans.

Il y a un côté plus sombre pour tout et n'importe quoi, que nous oublions souvent de voir. Nous, êtres humains, qui sommes la raison principale de toutes ces avancées technologiques, avons tendance à ignorer le fait que notre belle maison n’est pas seulement pour aujourd’hui, mais pour demain. Nous continuons à nous développer et à nous améliorer sans répondre à une question d'une grande importance; voulons-nous être les parasites qui ont infecté la nature? Nous devons établir une relation symbiotique avec notre foyer pour le développement durable.

"Regardez au plus profond de la nature et vous comprendrez mieux tout", a déclaré le grand scientifique Albert Einstein. La nature qui a évolué au cours des millions d'années grâce à la sélection naturelle vient à notre secours. Elle a évolué pour devenir une société durable. S'inspirer de la nature peut nous aider à concevoir des systèmes efficaces et fiables. Biomimetics est basé sur cette idée qu'aucun modèle ne peut être meilleur que la nature. Biomimetics utilise la nature comme modèle ultime, standard et conseiller. Cette prise de conscience a conduit à de nombreuses recherches dans ce domaine.

Connaissions-nous les biomimétiques auparavant? Avons-nous eu la réalisation? Oui, nous avons eu. Nous l'avons souvent utilisé à notre insu dans notre vie quotidienne. Partant de la forme des lames et des haches inspirées des dents acérées de certains animaux, de «l'oiseau volant» de Léonard de Vinci inspiré par les oiseaux et de la tortue du général Yi Sun-sin, un navire de guerre conçu d'après la tortue, nous avons été exposés au goût de biomimétiques.

Certaines inventions spectaculaires du passé ont transformé des artefacts habituels au fil du temps. L'une de ces inventions est l'avion inventé par les frères Wright, inspiré par les ailes d'oiseaux en vol. Velcro, qui a pris sa place partout et partout aujourd'hui, est également né d'un homme qui s'interrogeait sur les graines de bardane sur son manteau et son chien après une promenade dans les bois. Alors, voyons-nous des biomimétiques pour la première fois?

Cette époque moderne est le théâtre de nombreuses recherches sur la biomimétique, mais où trouve-t-on l'application de la biomimétique? L'un des principaux thèmes de recherche en biomimétique est de s'inspirer de la manière dont les animaux contrôlent leur corps et leurs systèmes sensoriels. Cela a conduit à une augmentation du nombre d'innovations réalisées grâce à l'application de la biomimétique à la robotique et au contrôle. Que pensez-vous d'autre a intéressé les chercheurs? La vision dans les organismes naturels, les caractéristiques spécifiques du collagène - une protéine présente dans la peau et les autres tissus conjonctifs, les caractéristiques des muscles et les autres. En nous inspirant de tout ce qui nous entoure, nous, hommes, avons innové dans les domaines des matériaux, des polymères, etc.

Eel-Bot

L'une des recherches récentes en biomimétique est l'Eel-Bot, un bot inspiré de l'anguille. Il est développé par Caleb Christianson, un étudiant diplômé de l'Université de Californie à San Diego. Il est en cours de développement dans le but d'étudier les organismes sous-marins sans perturber son écosystème. Développé à l'aide de muscles artificiels, le bot est transparent, ce qui lui permet de se fondre dans l'environnement. Il camoufle passivement ce qui empêche les organismes de s’énerver.

Une invention récente inspirée de la comète de Madagascar (papillon de soie sauvage) a été identifiée avec un potentiel immense pour avoir un impact considérable sur le domaine de la biomédecine. Lors de l’exploration des propriétés optiques de la soie du papillon, il a été constaté que celui-ci possède des capacités exceptionnelles de réflexion de la lumière solaire et de transmission d’images et de signaux optiques. Des chercheurs de Columbia Engineering ont mis au point une méthode de filature de fibres artificielles imitant les propriétés de la soie. Cela a ouvert une nouvelle voie dans la recherche de matériaux biocompatibles pour la transmission de signaux optiques et d'images dans les applications biomédicales.

Micrographies électroniques à balayage de fibres synthétiques ou artificielles imitant les propriétés optiques des fibres de cocon de papillon de comète. Rangée du haut: coupes transversales et longitudinales, respectivement, d'une fibre synthétisée en soie régénérée contenant une forte densité de vides d'air filamenteux. Rangée du bas: images correspondantes d'une fibre de PVDF (polyfluorure de vinylidène) contenant une haute densité de vides filamenteux.

Dans l'un des laboratoires de recherche en biomimétique, le laboratoire de biométrie bi-systèmes de UC Berkeley, un projet sur Ornithopter est en cours de préparation. Dans ce robot, pour obtenir une intelligence robuste pour des tâches telles que la recherche et la navigation à l'intérieur, la maniabilité de l'ornithoptère est combinée à une approche d'apprentissage qui suppose des hypothèses minimales sur la nature des perturbations et des obstacles. Le vol à battement offre la grande maniabilité nécessaire au fonctionnement dans un environnement intérieur partiellement structuré.

Lancement coordonné d'un ornithoptère avec un robot hexapède

Nous, êtres humains, étant nous-mêmes un organisme naturel, avons eu une idée très intéressante. Pourquoi ne pas nous imiter? Cette idée de s’inspirer de l’être humain a donné lieu à de nombreux domaines de recherche difficiles. La robotique humanoïde est un de ces domaines, qui a fait l’objet d’une attention soutenue au cours des dernières années et continuera de jouer un rôle central dans la recherche en robotique et dans de nombreuses applications du 21e siècle. Ces robots sont censés aider les humains et aider l'homme en cas de catastrophe. La science et la technologie ont conduit au développement de systèmes mécatroniques humanoïdes avancés, dotés de capacités motrices sensorielles complexes, ce qui a grandement contribué au développement de la robotique humanoïde. L'un des plus grands défis de ce domaine consiste à comprendre le traitement de l'information et les mécanismes sous-jacents du cerveau humain pour faire face aux situations du monde réel.

La capacité du système nerveux humain à apprendre par lui-même et à réagir, l’utilisation efficace des ressources, la coordination, les réflexes, etc., sont quelques-unes des caractéristiques qui peuvent donner naissance à tout système. Cela a conduit à un grand nombre de recherches menées en biomimétique par le biais des neurosciences.

Avec des recherches à couper le souffle en cours, nous devons beaucoup à notre merveilleux hôte, la nature. Cette nature, qui ne cesse de nous inspirer, reste à dévoiler beaucoup de ses secrets et à nous surprendre. En tant qu’amoureux de la nature, j’ai hâte d’ouvrir la porte au monde merveilleux des organismes naturels et à leurs secrets, n’est-ce pas? Resté à l'écoute pour le prochain épisode de plonger dans le monde des neurones. Jusque-là, profitez de la nature, interrogez les inconnus et comprenez les mystères!

RÉFÉRENCES

https://www.google.com/publicdata/explore?ds=d5bncppjof8f9_&met_y=sp_dyn_le00_in&hl=fr&dl=en

https://engineering.columbia.edu/press-releases/comet-moth-fabric

https://www.sciencedaily.com/releases/2018/04/180426102906.htm

https://people.eecs.berkeley.edu/~ronf/Ornithopter/index.html

- Écrit par Aradhana Mohan Parvathy, membre de Spider R & D