La trompe de l'éléphant inspirera un robot hors du commun

Publié par Isabelle le 24/12/2019 à 14:00
Source: Université de Genève
Une équipe internationale, dont fait partie l'UNIGE, va analyser la trompe de l'éléphant d'Afrique, d'une agilité et d'une polyvalence exceptionnelles, pour créer un robot guidé par le toucher.

© UNIGE

Les éléphants interagissent avec leur environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les enjeux écologiques actuels, le terme environnement tend actuellement à...) grâce à leur trompe, un organe (Un organe est un ensemble de tissus concourant à la réalisation d'une fonction physiologique. Certains organes assurent simultanément plusieurs...) d'une agilité et d'une polyvalence exceptionnelles qui leur permet de saisir des objets avec force (Le mot force peut désigner un pouvoir mécanique sur les choses, et aussi, métaphoriquement, un pouvoir de la volonté ou encore une vertu morale...) ou délicatesse, de respirer, de manger, de boire et de communiquer avec leurs congénères. Une équipe internationale de chercheurs va s'inspirer de cet organe qui combine le sens (SENS (Strategies for Engineered Negligible Senescence) est un projet scientifique qui a pour but l'extension radicale de l'espérance de vie humaine. Par une évolution progressive allant du ralentissement du...) du toucher (Le toucher, aussi appelé tact ou taction, est l'un des cinq sens de l'homme ou de l'animal, essentiel pour la survie et le développement des êtres vivants, l'exploration, la...), une délicatesse insoupçonnée et une force remarquable pour développer un nouveau type de robot (Un robot est un dispositif mécatronique (alliant mécanique, électronique et informatique) accomplissant automatiquement soit des...) grâce au projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et...) PROBOSCIS, financé par la Commission européenne, coordonné par l'IIT-Istituto Italiano di Tecnologia à Pontedera (Pise, Italie) et auquel participe l'Université de Genève (L'université de Genève (UNIGE) est l'université publique du canton de Genève en Suisse. Fondée en 1559 par Jean Calvin, sous le nom d'Académie de...) (UNIGE). L'équipe suisse produira les données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.) biologiques qui permettront de développer une nouvelle génération de robots manipulateurs, capables d'évoluer dans des environnements instables, de s'adapter rapidement à des situations inattendues et d'effectuer une multitude de tâches concrètes. Le projet pourrait ainsi bouleverser l'automatisation des tâches dans l'industrie manufacturière et alimentaire, comme dans les systèmes robotiques d'assistance aux personnes âgées ou handicapées.

Les chercheurs de l'UNIGE au sein du projet PROBOSCIS analyseront dans ses moindres détails la trompe de l'éléphant (Les éléphantidés (Elephantidae) forment l'unique famille de mammifères de l'ordre des Proboscidiens. Cette famille comptait de très nombreuses espèces par le passé, dont le...) d'Afrique (D’une superficie de 30 221 532 km2 en incluant les îles, l’Afrique est un continent couvrant 6 % de la surface...) grâce à des techniques innovantes de microscopie (La microscopie est l'observation d'un échantillon (placé dans une préparation microscopique plane de faible épaisseur) à travers le microscope. La...) épiscopique de très gros objets et à très haute résolution, avant d'en reconstruire la structure et les mouvements à l'aide d'outils de visualisation 3D. "Nous allons fournir les données biologiques nécessaires au projet, tant du point (Graphie) de vue (La vue est le sens qui permet d'observer et d'analyser l'environnement par la réception et l'interprétation des rayonnements lumineux.) anatomique que sous l'angle (En géométrie, la notion générale d'angle se décline en plusieurs concepts apparentés.) de la dynamique (Le mot dynamique est souvent employé désigner ou qualifier ce qui est relatif au mouvement. Il peut être employé comme :) des mouvements, témoigne Michel Milinkovitch, professeur au Département de génétique (La génétique (du grec genno γεννώ = donner naissance) est la science qui étudie l'hérédité et les gènes.) et évolution de la Faculté des sciences de l'UNIGE. Notre apport se situe à l'interface (Une interface est une zone, réelle ou virtuelle qui sépare deux éléments. L’interface désigne ainsi ce que chaque élément a besoin de connaître de l’autre pour pouvoir...) de la biologie (La biologie, appelée couramment la « bio », est la science du vivant. Prise au sens large de science du vivant, elle recouvre une partie des...), de la physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la « science de la nature ». Dans un sens...) et de l'informatique (L´informatique - contraction d´information et automatique - est le domaine d'activité scientifique, technique et industriel en rapport avec le traitement automatique de l'information par des...) et répond parfaitement à la philosophie pluridisciplinaire du projet."

Pour compléter ces données, les éléphants seront également observés sur le terrain et les mouvements de leur trompe étudiés au moyen de méthodes cinématographiques innovantes. Les données générées par l'équipe du professeur Milinkovitch seront alors utilisées par les ingénieurs et spécialistes des matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets.) au sein du consortium, dans une philosophie de 'biomimétisme' ou 'bio-inspiration' (imitation du vivant). Cette approche intègrera par exemple l'une des particularités de la trompe de l'éléphant africain qui se termine par deux extrémités - ou "doigts" - que l'animal (Un animal (du latin animus, esprit, ou principe vital) est, selon la classification classique, un être vivant hétérotrophe, c’est-à-dire qu’il se nourrit de substances organiques....) utilise pour manipuler de petits objets avec une grande précision.

Le consortium du projet entend ainsi définir un nouveau concept de manipulation robotique qui permettra aux robots d'atteindre, de détecter, de saisir, de manipuler et de relâcher toute une gamme de charges utiles et d'objets de diverses formes et dimensions (Dans le sens commun, la notion de dimension renvoie à la taille ; les dimensions d'une pièce sont sa longueur, sa largeur et sa profondeur/son épaisseur, ou bien son diamètre si c'est une pièce de révolution.), tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) en opérant indifféremment dans des environnements secs ou humides.

Le corps du robot sera composé de vérins assemblés selon une architecture (L’architecture peut se définir comme l’art de bâtir des édifices.) bio-inspirée et d'un système de détection (Un système de détection est un système permettant à l'utilisateur d'observer un événement automatiquement par le biais d'un appareil électronique ou mécanique. On peut distinguer...) tactile avancé, capable de fournir les informations nécessaires aux algorithmes qui le commanderont. L'intelligence du système reposera donc sur cette détection tactile. En effet, contrairement à de nombreux robots basés sur la vision pour le contrôle (Le mot contrôle peut avoir plusieurs sens. Il peut être employé comme synonyme d'examen, de vérification et de maîtrise.) et l'interaction (Une interaction est un échange d'information, d'affects ou d'énergie entre deux agents au sein d'un système. C'est une action réciproque qui suppose...) avec leur environnement, le robot PROBOSCIS sera principalement guidé par le toucher. La trompe artificielle sera recouverte d'une peau (La peau est un organe composé de plusieurs couches de tissus. Elle joue, entre autres, le rôle d'enveloppe protectrice du corps.) artificielle dont la structure mécanique (Dans le langage courant, la mécanique est le domaine des machines, moteurs, véhicules, organes (engrenages, poulies, courroies, vilebrequins, arbres de...) sera inspirée de la peau ridée des éléphants, elle aussi étudiée par l'équipe de l'UNIGE, sensible mais résistante aux environnements hostiles, comme les hautes températures ou la poussière, et son extrémité sera très dense en capteurs (Un capteur est un dispositif qui transforme l'état d'une grandeur physique observée en une grandeur utilisable, exemple : une tension électrique, une hauteur de mercure, une intensité, la déviation...) pour permettre une interaction optimale avec des objets petits et fragiles.

Le projet PROBOSCIS a été financé à hauteur de 3,5 millions d'euros par la Commission européenne dans le cadre du programme Horizon (Conceptuellement, l’horizon est la limite de ce que l'on peut observer, du fait de sa propre position ou situation. Ce concept simple se décline en...) 2020 FET-Future Emerging Technologies. Coordonné par l'IIT-Istituto Italiano di Tecnologia à Pontedera (Pise), il réunit également l'UNIGE, l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission...) hébraïque de Jérusalem, la Scuola Superiore Sant'Anna à Pise et Photocentric Ltd à Cambridge.
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