Ils n’ont pas de jambes.
On ne penserait pas qu’ils puissent escalader un mur vertical ou se tenir debout, mais les serpents le font quand même. Une nouvelle étude dévoile la physique derrière ces ascensions sans membres, révélant des mécanismes surprenants sur la façon dont les corps mous génèrent de la force contre des surfaces dures.
La configuration
Les chercheurs devaient comprendre cela.
Non seulement parce que c’est cool de regarder un python serrer un poteau dans ses bras, mais aussi parce que les robots ont besoin de données. Si les ingénieurs peuvent comprendre comment un serpent répartit son poids et trouve son appui sans articulations, peut-être qu’un robot de recherche et de sauvetage pourrait faire de même.
Ils ont commencé avec un problème de bio-ingénieur : comment simuler quelque chose d’aussi spongieux. Les serpents sont complexes. Leurs muscles se contractent, élargissant leur cage thoracique pour saisir les surfaces, créant ainsi une traction là où il n’y en a pas.
La friction est tout
La gravité est l’ennemi ici. Il tire le python vers le bas, sans relâche. Pour grimper, le serpent a besoin d’une force qui s’oppose à cette traction.
Il ne s’agit pas seulement de saisir. Il s’agit d’incliner le corps pour que la friction fasse le gros du travail.
L’équipe a créé un modèle informatique. Ils ont réalisé des scénarios dans lesquels l’angle du corps du serpent changeait, en examinant l’interface entre la peau et le mur.
Il s’avère que le serpent crée des boucles. Ou plutôt des courbes en forme de S. Chaque courbe agit comme un petit point d’ancrage.
Cours de robotique
C’est important pour le roboticien.
Construisez un serpent en métal dur et il glisse. Construisez-en un souple qui peut moduler la pression, et vous obtenez une machine qui grimpe aux arbres, escalade les débris et se déplace à travers les bâtiments effondrés.
L’étude a montré que la tactique compte plus que la puissance brute. Un léger changement d’angle, une stratégie de contraction spécifique, permet au serpent de maintenir sa position verticale sans glisser vers le bas.
Est-ce élégant ? Peut être. Est-ce utile ? Certainement.
Questions ouvertes
Les images analysées montrent des serpents faisant cela tout le temps dans la nature, sans se soucier des manuels de physique.
Ils grimpent simplement.
Nous cherchons encore à comprendre exactement comment leur système nerveux calcule la charge sur chaque segment en temps réel. C’est une ingénierie désordonnée, biologique et imparfaite.
C’est peut-être la seule raison pour laquelle cela fonctionne.
Nous avons un robot qui essaie. Le serpent a une colonne vertébrale et une volonté.
Le reste est encore en l’air, ou du moins, sur le mur. 🐍
