Oubliez les mouches – ce robot est si doux qu’il ne ferait pas de mal aux méduses.
Ce qui en dit long, car la forme de vie gélatineuse est particulièrement sujette aux dommages, selon David Gruber, biologiste marin à la City University de New York. « Certains d’entre eux se désagrègent juste au moment où ils sont entre vos mains », a-t-il déclaré. «Ils sont cette fragile balle de matière flottante et douce.»
Les chercheurs peuvent accidentellement écraser ou ronger les méduses et autres délicates créatures des fonds marins lorsqu’ils tentent de les collecter pour les étudier. Les outils courants – filets, aspirateurs à vide et pinces métalliques – sont particulièrement hostiles aux méduses. « En tant que biologiste marin, cela m’a toujours fait mal de penser à la façon dont nous avons étudié ces animaux », a déclaré Gruber. «Si nous pouvions opérer sans nuire à une méduse, nous ferions quelque chose de bien. C’est le mont Everest des animaux délicats. «
En août 2019, Gruber et une équipe d’ingénieurs de Harvard ont dévoilé un robot visqueux aux doigts flexibles conçu pour manipuler plus soigneusement les animaux marins. Dans un papier publié aujourd’hui dans Current Biology, le groupe est allé plus loin et a démontré que son robot noodle-y était non seulement plus doux physiquement mais aussi stressait les méduses beaucoup moins que les appareils de collecte traditionnels. « Vous ne pouvez pas simplement demander à une méduse: » Comment allez-vous? « », A déclaré Michael Tessler, co-auteur et biologiste du Musée américain d’histoire naturelle. « Cela semble être une confirmation que nous sommes sur la bonne voie. »
L’invention comprend six appendices de type nouilles composés de silicone souple renforcé de feuilles de nanofibres résistantes mais légères; il peut s’enrouler et se dérouler grâce à un canal sous pression hydraulique à l’intérieur de chaque doigt. L’ingénieur Nina Sinatra, qui a développé le robot au laboratoire de microrobotique de Harvard, est un plongeur et a vu des méduses de près, alors elle a compris le défi de concevoir quelque chose de délicat, rapide et précis pour les manipuler sans déchirer ni fourrer.
« Ils doivent être suffisamment doux pour pouvoir interagir avec les organismes mais suffisamment durables pour que vous puissiez les plonger à des milliers de mètres dans l’océan », a déclaré Sinatra. « J’ai plongé dedans, jeu de mots voulu. »
Une fois la conception terminée, les chercheurs ont voulu observer la réponse moins visible des animaux au toucher de l’invention. L’automne dernier, ils ont mené des expériences sur des méduses communes ou lunaires et analysé leurs transcriptomes, qui capturent un instantané des gènes exprimés.
Lorsque les chercheurs ont comparé la valeur d’une minute de manipulation de robots mous avec le même temps avec la pince à griffes métalliques, ils ont constaté que les méduses étaient beaucoup moins stressées au niveau moléculaire avec la nouvelle invention. En fait, ils ont découvert que certains gènes associés à la prévention de la mort cellulaire étaient activés dans des conditions de griffe métallique, mais pas du tout avec la technologie plus douce.
« Vous supposez que les doigts de linguine vont être plus doux, mais personne ne l’a jamais testé », a déclaré Mercer Brugler, co-auteur et biologiste au New York City College of Technology. « Heureusement, nous avons trouvé que c’était une expérience moins stressante pour eux. »
L’expérience, cependant, n’était pas une étude de la douleur des méduses, a noté Brugler. Contrairement à un humain, dont le cerveau se compose de milliards de neurones, une méduse a plutôt une primitive, filet décentralisé des nerfs qui peuvent répondre à des stimuli mais qui n’ont pas la capacité de traiter la douleur ou faire l’expérience de la conscience, pour autant que nous sachions. « Ils sont définitivement blessés, puis ils réparent », a déclaré Gruber. «Cela ouvre des questions intéressantes sur la façon dont les méduses vivent le stress. S’ils activent leur réparation cellulaire, est-ce que cela ressemble à de la douleur? «
Les méduses ne sont qu’une parmi une gamme diversifiée de précieuses formes de vie en eau profonde que les biologistes aimeraient écouvillonner, surveiller, échantillonner et observer sans danger; d’autres incluent éponges en verre anciennes et Coraux noirs vieux de 4000 ans (un des intérêts de recherche de Brugler). Cet hiver, l’équipe testera son robot doux à l’extérieur d’un laboratoire, lors d’un croisière scientifique en Nouvelle-Calédonie, Australie.
« Nous n’avons exploré que 5% des eaux profondes. Chaque fois que nous descendons en submersible ou avec des robots, nous trouvons de nouvelles choses », a déclaré Brugler. « Jusqu’à ce que nous en sachions plus, nous devons être respectueux de ces choses de longue durée. »
À cette fin, le nouveau document reflète un appel croissant à la gérance environnementale au sein de la communauté scientifique et des pratiques de recherche à faible impact dans des écosystèmes précieux ou difficiles d’accès. « Ce n’est pas encore courant, mais j’espère que cela le deviendra davantage », a déclaré Gruber, qui dans d’autres projets a associé la biologie et la technologie marines pour développer une caméra qui imite la vision des requins et les approches de l’IA pour la bioacoustique des baleines. « Nous faisons une déclaration sur l’approche des eaux profondes avec prudence. »
C’est aussi un nouveau concept pour la robotique, a déclaré Sinatra. «En tant qu’ingénieur, vous pensez à qui ou à quoi vous concevez», a-t-elle déclaré. « Dans ce cas, l’utilisateur est un animal, pas un humain. »
Marion Renault est une journaliste scientifique indépendante née en France, élevée dans le Midwest et maintenant basée à Brooklyn. Son travail a été publié dans Popular Science, The New York Times et The Atlantic.