Des scientifiques ont appris à une araignée à sauter sur commande

Il n’est pas difficile d’apprendre à un chien à faire des tours, et parfois même à un chat. Mais à des araignées ? Et bien, comme vous vous en doutez, ce n’est vraiment pas facile… mais les scientifiques de l’université de Manchester (Angleterre) ont réussi à entraîner une araignée à sauter sur commande d’une plate-forme à l’autre.

Selon les chercheurs, dans leur étude (lien plus bas)  :

Cependant, il s’est avéré difficile d’inciter les araignées à sauter dans la chambre d’essai et finalement un seul individu (femelle, masse corporelle 150 mg, L = 15 mm) a montré une propension à sauter comme requis, donc toutes les données expérimentales sont basées sur cet individu.

Vous pourriez penser qu’il suffit d’installer la collation préférée de l’araignée sur la plate-forme d’atterrissage et de la regarder partir, ou peut-être de la bousculer un peu jusqu’à ce qu’elle comprenne le message et saute, ou encore en soufflant dessus… Les scientifiques ne voulaient pas utiliser de stimulation pour produire les sauts et l’araignée ne mangeait qu’une fois par semaine, ce qui signifie qu’il aurait fallu des mois pour étudier un système de saut à base de collation. Alors, selon les chercheurs :

Au lieu de cela, l’araignée a été transportée manuellement entre les plates-formes de décollage et d’atterrissage jusqu’à ce qu’elle se familiarise avec le défi.

L’araignée coopérative, surnommée Kim (image d’entête), était membre de l’espèce Phidippus regius. C’est une araignée sauteuse, les préférées de votre Guru, qui ne tisse pas de toile pour attraper sa proie, mais qui bondit dessus. Parmi ses autres incroyables particularités, elle danse…

Comme Kim a réalisé 15 types de sauts différents, avec un espace horizontal de de 2 à 5 fois la longueur de son corps et un espace vertical de +/- 2 longueurs de corps, les scientifiques l’ont filmé avec des caméras haute définition et des tomodensitogrammes. Ils ont pu voir exactement comment elle planifie et applique différentes « stratégies » à ses sauts.

A partir de l’étude. (Mostafa R. A. Nabawy et col./ Scientific Reports)

Selon les chercheurs :

Pour les longs sauts, les limitations de puissance de l’araignée peuvent l’obliger à utiliser la trajectoire optimale de la distance. Pour les sauts plus courts, elle peut choisir parmi une gamme d’angles de décollage disponibles, et parce que ces sauts courts sont typiquement utilisés pour la capture de proies, une trajectoire basse rapide peut être le meilleur choix.

Donc, les sauts plus longs sont plus efficaces sur le plan énergétique, et les sauts plus courts maximisent la vitesse.

Certains insectes et araignées sautent avec une sorte de mécanisme interne à ressort, ou par la pression de fluide à l’intérieur des articulations. Mais l’araignée Kim n’a utilisé que les muscles de ses pattes dans tous ses sauts. Ce qui veut dire que bientôt, peut-être que nos robots aussi.

Mostafa Nabawy, à l’origine de cette recherche, est ingénieur aéronautique et il s’intéresse particulièrement à la conception de nouveaux types de robots volants et sauteurs et selon lui :

La force sur les pattes au décollage peut être de 5 fois le poids de l’araignée, c’est incroyable et si nous pouvons comprendre ces biomécanismes, nous pouvons les appliquer à d’autres domaines de recherche.

Les araignées doivent tout planifier, exécuter des sauts précis pour atteindre leur cible (proie) le plus tôt possible et le plus précisément possible.

Une fois la partie araignée de l’étude terminée, les chercheurs ont construit un mécanisme de saut simple de la même taille que l’araignée. Mais alors que les matériaux de construction d’ingénierie étaient appropriés, le projet a finalement échoué. L’échelle avec laquelle les chercheurs essayaient de travailler était tout simplement trop petite.

Ils ont noté que :

La puissance et la commande électronique ne peuvent pas encore rivaliser avec la nature à cette échelle.

Les chercheurs ont toujours l’intention de créer un robot fonctionnel à partir de toutes ces nouvelles informations, mais pour ce faire, il faut mener d’autres recherches, comme d’examiner comment les araignées sauteuses contrôlent leurs sauts.

Présentation de la recherche :

L’étude publiée dans Nature Scientific Reports : Energy and time optimal trajectories in exploratory jumps of the spider Phidippus regius et présentée sur le site de l’université de Manchester : Scientists train spider to jump on demand to discover secrets of animal movement.

Et le Guru de rajouter :