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L’EPFL a mis au point une machine possédant 27 moteurs et des os imprimés en 3D. A l’aide de vidéos aux rayons X, des scientifiques de l’EPFL ont créé un robot qui imite la marche et la nage des salamandres à un niveau de détail sans précédent. Ils y voient un outil pour améliorer la compréhension de la locomotion des vertébrés.

Le robot est fait d’os imprimés en 3D, d’articulations motorisées et d’un circuit électronique qui lui tient lieu de système nerveux. Inspiré par l’espèce Pleurodèle de Waltl, le Pleurobot peut marcher, ramper, et même nager sous l’eau. Les résultats sont publiés dans la revue britannique Journal of the Royal Society Interface, a indiqué mercredi l’Ecole polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL).

Démarche en 3D

Auke Ijspeert, du Laboratoire de biorobotique et son équipe ont déjà construit des robots-salamandres par le passé, mais c’est la première fois qu’ils en créent un de manière si précise, sur la base des mouvements en 3D du squelette. A l’aide de vidéos aux rayons X prises de dessus et de côté, ils ont étudié près de 64 points différents sur les os de l’animal tandis qu’il se déplaçait dans l’eau et sur le sol.

«Il s’agissait de trouver un équilibre entre une structure osseuse simplifiée et la reproduction de la marche de la salamandre en trois dimensions», note le spécialiste, cité dans le communiqué.

Nombre minimum de segments

Pleurobot possède 27 moteurs et 11 segments de colonne vertébrale, alors que l’amphibien a bien davantage d’articulations et 40 vertèbres, dont certaines peuvent tourner librement, se déplacer de côté ou en hauteur. Les chercheurs ont pu définir un nombre minimum de segments motorisés et leur placement optimal le long du corps du robot, de manière à ce que plusieurs allures de l’animal puissent être reproduites avec l’engin.

Pour Auke Ijspeert, c’est la moelle épinière qui contrôle les mouvements, pas le cerveau. Dès lors, reproduire les mouvements de la salamandre donne une idée de la manière dont la moelle épinière fonctionne et comment elle interagit avec le corps. Un robot qui imite précisément les propriétés biomécaniques du corps devient un outil scientifique pour examiner ces interactions.

En savoir plus sur la moelle épinière de la salamandre nous éclaire sur le fonctionnement de celle de tous les animaux vertébrés, y compris la moelle épinière des êtres humains.

Développement de neuroprothèses

Des neurobiologistes ont montré que la stimulation électrique de la moelle épinière est ce qui fait que la salamandre marche, rampe ou nage. Au plus bas niveau de stimulation, la salamandre marche; au niveau suivant, l«allure de la salamandre s«accélère; et au-delà, la salamandre commence à nager.

Pleurobot est programmé pour reproduire ces caractéristiques. Auke Ijspeert pense que la compréhension des principes fondamentaux de cette interaction entre la moelle épinière et la locomotion du corps contribuera au développement de futures thérapies et de neuroprothèses pour des patients paraplégiques et des amputés.

Ces travaux ont bénéficié d’un financement du Pôle de recherche national Robotique et du Fonds national suisse.(ats/nxp)