Les poulpes connaissent leur meilleur bras pour le travail

Pieuvres
Une pieuvre frappe une crevette avec son deuxième bras (Wardill Lab, Université du Minnesota)

Il semblerait que les poulpes n’utilisent pas leurs huit bras au hasard : des scientifiques viennent de découvrir qu’ils déploient toujours des membres spécifiques lorsqu’ils chassent, ajustant leur tactique en fonction du type de proie.

« Normalement, quand vous regardez un poulpe pendant une courte période, rien n'est reproductible », a expliqué le spécialiste des céphalopodes Trevor Wardill, professeur adjoint au Collège des sciences biologiques de l'Université du Minnesota. "Ils se tortillent et ont l'air bizarre dans leurs mouvements exploratoires." 

L’équipe scientifique a donc été surprise de constater que le comportement de chasse des poulpes était en fait totalement reproductible. Ils étudiaient comment les céphalopodes utilisent leurs bras pour trouver des indices permettant de développer des robots mous de nouvelle génération. 

Californie les poulpes à deux points vivent environ deux ans et atteignent la taille d’une balle de tennis. Les bras de chaque côté de leur corps étaient numérotés de 1 à 4 et divers types de proies étaient introduits dans leurs réservoirs.

Vidéo ont enregistré les poulpes sortant de leur tanière pour se jeter sur la proie, révélant qu'elles attaquaient toujours en utilisant les bras du même côté de leur corps que l'œil utilisé pour espionner la proie. Et quel que soit le type de proie, ils déployaient toujours le deuxième bras à partir du milieu.

Les raffinements dépendaient du type de proie. Les poulpes bondissaient comme des chats sur les crabes lents, mais étaient plus prudents avec les crevettes rapides, pour éviter de les effrayer. Une fois le deuxième bras entré en contact avec la crevette, le voisin bras 1 et 3 ont été utilisés pour le sécuriser.

(Laboratoire Wardill, Université du Minnesota)

Une prochaine étape consistera à étudier comment les neurones facilitent les mouvements des bras des poulpes. "Les poulpes sont extrêmement fortes", a déclaré Wardill. « Pour eux, saisir et ouvrir une porte est trivial, compte tenu de leur dextérité.

« Si nous pouvons apprendre des pieuvres, nous pouvons alors appliquer cela à la création d’un véhicule sous-marin ou d’une application de robot logiciel. Les véhicules sous-marins inspirés des poulpes pourraient jouer un rôle crucial dans l’exploration des fonds marins. Le financement et le soutien ont été fournis par l'Office of Naval Research des États-Unis, et l'étude est publiée dans Current Biology

Poignée souple pour les plongeurs

S'inspirant également des actions des bras des poulpes, une autre équipe de chercheurs américains a conçu un gant capable de saisir des objets en toute sécurité sous l'eau, mais sans risque de les endommager. 

Les archéologues sous-marins et les plongeurs sauveteurs feraient partie de ceux qui pourraient bénéficier de l’étude menée par Michael Bartlett, professeur adjoint de Virginia Tech, qui a abouti au développement de l’Octa-Glove.

Les humains ne sont pas naturellement équipés pour manipuler des objets ou des personnes dans des environnements sous-marins glissants, explique Bartlett. « Il y a des moments critiques où cela devient un handicap. La nature propose déjà d’excellentes solutions, c’est pourquoi notre équipe s’est tournée vers le monde naturel pour trouver des idées. Le poulpe est devenu un choix évident d’inspiration.

Pieuvres
Octopus en laboratoire (Soft Materials & Structures Lab / Virginia Tech)

En forme de piston poulpeLes ventouses des bras offrent une puissante capacité d'arrachage, dit-il. Une fois que le large bord extérieur de la ventouse s'est scellé sur un objet, les muscles se contractent et détendent la zone en forme de coupe derrière le bord pour ajouter et relâcher la pression. L’engagement de plusieurs ventouses à la fois crée un lien adhésif puissant.

« Quand on regarde le poulpe, l'adhésif se démarque certainement, activant et libérant rapidement l'adhésion à la demande », explique Bartlett. «Ce qui est tout aussi intéressant, c'est que la pieuvre contrôle plus de 2,000 XNUMX ventouses réparties sur huit bras en traitant les informations provenant de divers capteurs chimiques et mécaniques. 

"La pieuvre rassemble réellement l'accordabilité de l'adhésion, la détection et le contrôle pour manipuler des objets sous-marins."

L’équipe de Bartlett a réinventé les ventouses sous forme de tiges en caoutchouc souples recouvertes de membranes souples et actionnées. Ceux-ci peuvent activer une fixation fiable aux objets sur des surfaces planes ou courbes, en utilisant seulement une légère pression.

Les ventouses et un ensemble de capteurs optiques de proximité sont connectés via un microcontrôleur pour imiter les systèmes nerveux et musculaire de la pieuvre.

Poulpes
L'Octa-Glove pourrait aider dans certaines applications de plongée (Soft Materials & Structures Lab / Virginia Tech)

« En fusionnant des matériaux adhésifs souples et réactifs avec des composants électroniques intégrés, nous pouvons saisir des objets sans avoir à les presser », explique Bartlett. « Cela rend la manipulation d’objets mouillés ou sous l’eau beaucoup plus facile et plus naturelle. L'électronique peut activer et libérer l'adhérence rapidement. Déplacez simplement votre main vers un objet et le gant fait le travail de saisie. Tout cela peut être fait sans que l’utilisateur n’appuie sur un seul bouton.    

Les chercheurs voient également des rôles pour l'Octa-Glove dans le domaine de la robotique souple pour la préhension sous-marine, les technologies assistées par l'utilisateur et les soins de santé, ainsi que l'assemblage et la manipulation d'objets mouillés pendant les processus de fabrication. L'étude est publiée dans Science Advances.

Également sur Divernet : Jumping Genes résout des énigmes de poulpe et de dragon de mer, Il est temps de considérer les sentiments de la pieuvre, Le rêve des poulpes – mais qu’en est-il ?, Plongeurs, faites attention aux sombres villes de poulpe

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