Des chercheurs ont transformé des araignées mortes en “nécrobots”

Quelle est la première chose qui vous passe par la tête lorsque vous tombez sur une araignée morte ? Si vous avez répondu « s’en servir pour concevoir un composant robotique d’un nouveau genre », vous vous entendrez parfaitement avec les chercheurs de la Rice University, aux États-Unis.

C’est effectivement l’idée un peu folle qui a germé dans l’esprit de Faye Yap, une jeune diplômée en ingénierie mécanique. Avec ses collègues, elle a réussi à transformer la dépouille d’une araignée-loup en une sorte de pince qui peut être contrôlée à loisir. Ils ont baptisé ce concept « necrobotics », une contraction de « robotique » et du terme grec νεκρός (mort).

Un robot souple d’un nouveau genre

À première vue, le concept semble excessivement farfelu. Pourquoi diable s’embarrasserait-on à recycler des cadavres d’araignées, alors que les ingénieurs réalisent déjà de véritables prouesses ? La réponse tient en deux mots : robotique souple.

Lorsqu’on parle de robotique, notre imaginaire nous renvoie le plus souvent à de grosses machines de métal, lourdes, encombrantes et pataudes. Mais depuis la toute fin des années 2000, grâce aux progrès fulgurants de la robotique et de la science des matériaux, nous avons assisté à l’émergence d’un autre archétype ; l’avenir appartient désormais aux robots souples (voir notre article).

Ils peuvent utiliser la flexibilité de leurs matériaux pour accomplir des tâches à la fois variées et surtout très délicates. Par exemple, il existe déjà dans l’industrie des manipulateurs basés sur des pièces flexibles qui permettent à des machines de manipuler des objets très fragiles, comme des œufs.

Il ne s’agit que d’un exemple isolé ; la plupart des spécialistes s’accordent à dire que cette approche dispose d’un potentiel énorme et encore largement inexploré, par exemple dans l’exploration spatiale (voir la vidéo de la NASA ci-dessous). Les chercheurs à l’origine de ces travaux poursuivent plus ou moins le même objectif ; et il se trouve que l’anatomie de ces araignées est étonnamment bien adaptée à ce cas de figure.

L’araignée, une merveille d’ingénierie biologique

En effet, les arachnides ne sont pas équipées des mêmes muscles que les poissons, les mammifères ou les oiseaux. Elles n’ont pas de muscles extenseurs pour « déplier » leurs pattes. À la place, elles contrôlent leurs appendices grâce à un système hydraulique comme on en trouve dans de nombreuses machines-outils industrielles.

En contractant une structure particulière baptisée céphalothorax, elles peuvent envoyer du liquide sous pression dans les pattes. Ces dernières se comportent donc comme une succession de pistons.

Et c’est un détail très intéressant pour les chercheurs. Car en théorie, cela signifie qu’il est possible de contrôler les appendices en jouant sur un principe mécanique simple, sans devoir maîtriser toutes les subtilités du système nerveux des araignées.

Pour tester leur idée, les chercheurs ont donc choisi la voie la plus évidente. Ils ont tout simplement inséré une aiguille dans ce qui restait du céphalothorax. Après avoir scellé l’ensemble, une simple pression sur la seringue a suffi à plier, puis à déplier les pattes de l’araignée morte ; dans les faits, ils ont donc réussi à la convertir en une véritable pince.

Ils ont estimé qu’elle pouvait développer une force d’environ 35 millinewtons ; un chiffre très faible, comme on pouvait s’y attendre. Mais cela ne signifie pas que ce concept est dénué d’intérêt.

Une piste de recherche pleine de potentiel

En l’état, leur système développe déjà une force suffisante pour soulever de petits objets comme des composants électroniques. Grâce aux spécificités anatomiques de l’araignée, il peut aussi s’en saisir avec une délicatesse extrême. Et surtout, c’est un système biodégradable et extrêmement simple à mettre en place — bien plus que de concevoir un manipulateur robotique aussi délicat, en tout cas.

« Le concept de la nécrobotique proposé dans ces travaux tire parti des inventions uniques de la nature, qui peuvent être compliquées ou même impossibles à répliquer artificiellement », expliquent les chercheurs dans leur papier.

Évidemment, en l’état, ce concept souffre aussi de très nombreuses limites, en particulier au niveau de la durabilité et de la fiabilité — deux facteurs pourtant primordiaux pour envisager une application industrielle. Autant dire que ce n’est pas demain la veille qu’une entreprise va trier des clous ou des résistances à l’aide d’une araignée morte.

Mais d’un autre côté, ces travaux exploratoires permettront peut-être d’identifier et de répliquer certains des mécanismes qui rendent l’anatomie des araignées si performante, même après leur mort. Les chercheurs pourront ainsi tenter d’appliquer ces concepts aux travaux actuels sur la robotique molle dans l’espoir de faire passer cette discipline dans une nouvelle dimension. Et tout ça grâce à une simple araignée morte !

Le texte de l’étude est disponible ici.

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