Des robots qui bougent comme des chats ? À quoi penseront-ils ensuite ?
Une plate-forme robotique à quatre pattes créée par des scientifiques au Japon peut être utilisée pour informer à la fois les futurs robots et la recherche biologique.
Une équipe de chercheurs japonais a fait une percée en développant des robots qui se déplacent de la même manière que les animaux en créant une plate-forme robotique qui reproduit des mouvements de chat qui peuvent guider les futures recherches robotiques.
Des scientifiques de l’Université d’Osaka ont créé le robot à quatre pattes qui peut reproduire la dynamique neuromusculaire des chats et permettre la reproduction de ce contrôle moteur similaire dans d’autres machines, ont-ils déclaré. Le travail peut non seulement conduire au développement de nouveaux robots, mais également fournir un outil pour la recherche biologique, ont déclaré les chercheurs.
Les chercheurs ont basé leurs travaux sur un mythe récemment démystifié sur la façon dont les animaux marchent, à savoir que des systèmes nerveux complexes génèrent ce mouvement dans leur cerveau et leur moelle épinière. Cependant, des scientifiques ont récemment démontré que la démarche régulière d’un animal est produite par le seul circuit réflexe, donnant à l’équipe d’Osaka – l’étudiant Toyoaki Tanikawa et ses superviseurs, le professeur adjoint Yoichi Masuda et le professeur Masato Ishikawa – une base pour son invention.
Comme il est difficile d’étudier de vrais sujets animaux dans un laboratoire en raison des lois sur la protection des animaux, on ignore encore précisément comment le corps des animaux intègre les circuits réflexes responsables de leur locomotion, ont déclaré les chercheurs. Cependant, sur la base de recherches et d’observations, l’équipe d’Osaka a développé la locomotion du robot quadrupède qu’elle a développé en reproduisant le circuit réflexe d’un chat dans chaque jambe, ont-ils déclaré.
Modèle pour la locomotion animale
Le robot est composé de pattes très reculables pour reproduire la flexibilité des animaux et des moteurs à couple contrôlable, reproduisant le fonctionnement des muscles des animaux et leur contrôle moteur à l’aide de systèmes informatiques, ont déclaré les chercheurs.
Les chercheurs ont fait un certain nombre de découvertes sur la marche des chats en recherchant le circuit réflexe qui contribue à la génération d’une démarche stable chez ces animaux en expérimentant avec la plate-forme, ont-ils déclaré.
Une chose qu’ils ont trouvée est un circuit réflexe simple qui pourrait produire des trajectoires de jambe et un modèle de démarche stable, qu’ils ont nommé « réflexe excitateur réciproque entre les extenseurs de la hanche et du genou ».
Ils ont également découvert que le robot générait des mouvements de marche réguliers en reproduisant simplement le circuit réciproque dans chacune de ses jambes et que sa démarche deviendrait instable lorsque le circuit réciproque était coupé.
De plus, si les chercheurs activaient le circuit d’excitation mutuelle, cela produirait un phénomène appelé « allongement de la phase d’appui », ce qui a suggéré à l’équipe que ce circuit est un élément important responsable de la marche chez les chats, ont-ils déclaré.
Implications robotiques et biologiques
Les chercheurs ont publié un article sur leurs travaux dans la revue Frontières en neurorobotique.
Le travail de l’équipe a des implications à la fois pour la recherche robotique et biologique en permettant aux scientifiques d’étudier la mécanique des mouvements des animaux dans diverses conditions expérimentales sans avoir à utiliser des animaux vivants, a déclaré Masuda. Cela présente des avantages évidents pour le développement de technologies robotiques qui manœuvrent aussi efficacement que les chats ou d’autres animaux, a-t-il déclaré.
La plate-forme peut également être utile pour l’étude biologique des animaux et de leur interaction avec les humains dans d’autres scénarios, même non scientifiques, a ajouté Masuda.
« Une combinaison plus poussée de la robotique et de la biologie grâce à la création de robots qui imitent les structures des animaux et leur locomotion pourrait devenir la première étape vers la compréhension des principes sous-jacents aux comportements des animaux et des humains », a-t-il déclaré dans un communiqué de presse. « Acquérir des connaissances sur les animaux sans utiliser d’animaux de laboratoire est… important pour les humains qui vivent avec eux. »
