Parkour : quand les écureuils doivent sauter
On pourrait croire que ces écureuils acrobates s’entraînent pour leurs débuts olympiques en saut en longueur, mais ils font en réalité partie d’une étude visant à répondre à une question simple : comment les écureuils savent-ils quand ils doivent sauter ?
Les chercheurs américains, dirigés par Robert Full et Nathaniel Hunt de l’université de Californie, ont filmé au ralenti des écureuils sauvages qui sautaient d’une branche à l’autre pour obtenir une friandise à base de cacahuètes. Ils ont constaté que les écureuils décident du moment et de la manière de sauter en fonction de la fragilité de la branche, et non de la distance du saut.
Les écureuils-renards du bosquet d’eucalyptus de l’UC Berkeley étaient impatients de participer aux expériences pour obtenir des récompenses en cacahuètes. (Photo UC Berkeley/ Jeremy Snowden)
Selon Hunt :
En tant qu’organisme modèle pour comprendre les limites biologiques de l’équilibre et de l’agilité, je dirais que les écureuils n’ont rien à envier aux autres.
Si nous essayons de comprendre comment les écureuils font cela, alors nous pourrons découvrir des principes généraux de locomotion performante dans la canopée et d’autres terrains complexes, qui s’appliquent aux mouvements d’autres animaux et des robots.
Lorsqu’ils se trouvaient sur une branche flexible, les écureuils étaient plus prudents et changeaient leur orientation dans l’air pour moduler le saut.
Toujours selon Hunt :
Lorsqu’ils sautent par-dessus un vide, ils décident de l’endroit où décoller en fonction d’un compromis entre la flexibilité de la branche et la taille du vide qu’ils doivent franchir.
Et lorsqu’ils rencontrent une branche aux propriétés mécaniques nouvelles, ils apprennent à ajuster leur mécanisme de lancement en quelques sauts seulement. Cette flexibilité comportementale qui s’adapte à la mécanique et à la géométrie des structures de saut et d’atterrissage est importante pour sauter avec précision à travers un espace afin d’atterrir sur une petite cible.
Un écureuil-renard sur l’appareil expérimental. (UC Berkeley/ Judy Jinn)
Lorsqu’ils sautaient d’une branche flexible, ils réfléchissaient davantage à la position de leur corps et accordaient moins d’attention à l’exactitude de la distance. Cela peut s’expliquer par le fait que les écureuils ont des griffes incroyablement solides qui peuvent s’accrocher à une branche même s’ils s’y rattachent avec un mauvais angle.
Ils ne vont pas toujours avoir leur meilleure performance, ils doivent juste être assez bons. Ils ont de la redondance. Ainsi, s’ils manquent leur coup, ils ne touchent pas leur centre de masse directement sur la perche d’atterrissage. Ils se balancent en dessous, ils se balancent au-dessus. Ils ne tombent tout simplement pas.
Images tirées de l’étude. (Nathaniel H. Hunt et col./ Biomechanics)
Selon cette étude (lien plus bas) les écureuils ont notamment choisi de faire pivoter leur corps au moment de l’atterrissage, ce qui leur permet de modifier leur vitesse dans l’air. L’attention supplémentaire qu’ils accordent aux mouvements de leur corps lorsqu’ils sautent d’une branche souple détermine la façon dont ils se réceptionnent.
S’ils sautent en l’air avec trop ou trop peu de vitesse, ils peuvent utiliser diverses manœuvres d’atterrissage pour compenser.
S’ils sautent trop loin, ils roulent en avant autour de la branche. S’ils sautent court, ils atterrissent avec leurs pattes avant et se balancent en dessous avant de se hisser sur le haut du perchoir.
Cette combinaison de comportements de planification adaptative, de contrôle par apprentissage et de manœuvres de stabilisation réactives les aide à se déplacer rapidement dans les branches sans tomber.
La biomécanique animale inspire également souvent la robotique.
Pour Robert Full :
Je vois cela comme la prochaine étape : comment les décisions de mouvement sont-elles déterminées par notre corps ? La tâche est rendue beaucoup plus difficile, car il faut également évaluer son environnement.
C’est une question importante de biologie fondamentale. Heureusement, nous pouvons maintenant comprendre comment incarner le contrôle et expliquer l’innovation en créant des modèles physiques, comme les robots intelligents les plus agiles jamais construits.
L’étude publiée dans la revue Biomechanics (PDF) : Acrobatic squirrels learn to leap and land on tree branches without falling et présentée sur le site de l’Université de Californie à Berkeley : Leaping squirrels! Parkour is one of their many feats of agility.