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Le robot du futur avec une queue d'hippocampe

Comment ne pas être surpris par l’hippocampe ? Ce poisson à tête de cheval est un animal au physique onirique et surprenant. L’aquarium du Monterey Bay, en Californie, possède une grande collection que nous vous invitons à découvrir en vidéo.

Si la plupart des animaux à queue ont des appendices de forme cylindrique, la queue de l’hippocampe est carrée. C’est en voulant comprendre cette spécificité morphologique qu’une équipe réunissant des chercheurs de l’université Clemson, de l’université d’État de l’Oregon, de l’université de Californie à San Diego (États-Unis) et de l’université de Gand (Belgique) a découvert qu’elle pourrait avoir de nombreux avantages en robotique et en ingénierie.

Ces scientifiques ont rendu compte de leurs travaux dans un article que vient de publier la revue Science. Ils ont découvert que la queue de l’hippocampe est composée de plaques osseuses carrées et mobiles reliées par des jointures qui facilitent la flexion et la torsion. Chaque plaque est composée de quatre sections mobiles en forme de " L " qui se chevauchent. Cette structure est capable de se déformer pour protéger la colonne vertébrale puis de reprendre sa forme initiale.

Ce sont les muscles connectant la colonne vertébrale et les plaques qui permettent à l’hippocampe de s'agripper aux algues et aux coraux et de se maintenir en position pour s’alimenter en aspirant la nourriture qui flotte dans l’eau. En outre, la forme carrée offre plus de points de contact pour saisir quelque chose et assure une préhension plus efficace que les queues cylindriques. Cette combinaison de flexibilité et de robustesse recèle un potentiel très prometteur…

L’image principale montre la numérisation en 3D d’une queue d’hippocampe. On distingue les plaques osseuses carrées pourvues chacune de quatre sections en " L " qui se chevauchent lorsqu’une pression externe s’exerce. Les quatre images du bas sont des prototypes de queues cylindriques et carrées fabriqués avec une imprimante 3D. Les chercheurs ont comparé les propriétés mécaniques de ces deux structures et découvert les avantages du modèle imitant l’appendice de l’hippocampe. © Oregon state university

L’image principale montre la numérisation en 3D d’une queue d’hippocampe. On distingue les plaques osseuses carrées pourvues chacune de quatre sections en " L " qui se chevauchent lorsqu’une pression externe s’exerce. Les quatre images du bas sont des prototypes de queues cylindriques et carrées fabriqués avec une imprimante 3D. Les chercheurs ont comparé les propriétés mécaniques de ces deux structures et découvert les avantages du modèle imitant l’appendice de l’hippocampe. © Oregon state university

" Nous avons découvert que cette architecture carrée apporte non seulement de la dextérité et une résistance, mais qu’elle se remet naturellement en place après avoir été déformée ou tordue, explique Ross Hatton, professeur à l’université d’Etat de l’Oregon et co-auteur de cette étude. Cela pourrait être très utile à des applications de robotique qui doivent être à la fois solides, efficaces d’un point de vue énergétique et capables de se plier et se tordre dans des espaces exigus. " Afin justement d’évaluer ce potentiel, les chercheurs ont utilisé l’impression 3D pour reproduire une queue d’hippocampe et des modèles de queues cylindriques. Les prototypes ont été soumis à des tests de résistance et de flexibilité qui ont révélé un net avantage à la structure carrée en matière de préhension et de robustesse.

Un compromis entre robots rigides et robots mous

"Le fait de comprendre la mécanique grâce à ces prototypes peut aider les ingénieurs à développer des technologies inspirées de l’hippocampe qui imiteront les fonctions de préhension et de protection de cet appendice naturel pour des applications en robotique, en systèmes de défense et en biomédecine ", peut-on en lire en conclusion de l’article. Et les chercheurs ont d’ores et déjà quelques idées de ce que l’on pourrait tirer d’une telle structure.

Ils évoquent un robot d’exploration qui ramperait tel un serpent et pourrait contracter son squelette afin de se faufiler plus aisément dans les anfractuosités. Selon eux, il s’agirait d’un compromis idéal entre les robots rigides et les robots mous. La robotique industrielle est aussi concernée avec la possibilité de développer des bras hautement articulés dotés d’une meilleure préhension que des modèles cylindriques. Dans le domaine de la défense, il est question d’une armure souple dont les plaques flexibles pourraient absorber l’énergie en se déformant comme le fait la queue de l’hippocampe. Ces qualités pourraient aussi servir la médecine et en particulier les instruments utilisés pour la laparoscopie. Et la liste n’est pas exhaustive…

 

 

 

 

 

 

 

 

La desendance, c'est important!

Faute de partenaire, des vers plats hermaphrodites s'autofécondent

Une étude publiée par la revue de la Royal Society britannique décrypte cet étrange mécanisme.

Un ver plat. Les Macrostomum hystrix s'injectent du sperme dans la tête pour s'autoféconder.

Pour ces vers plats, le célibat n'est pas un problème. Selon une étude publiée mercredi 1er juillet dans la revue de la Royal Society britannique (en anglais), les Macrostomum hystrix développent un étonnant mécanisme d'autofécondation en l'absence de partenaire. Ils s'injectent leur propre sperme dans la tête en se piquant avec leur pénis en forme d'aiguille.

 Habituellement, ce ver utilise son pénis pour piquer un autre vers et lui injecter son sperme à travers la peau, ce que l'on appelle l'insémination hypodermique. Les deux partenaires possédant à la fois des organes reproducteurs mâles et femelles, ils s'accouplent en passant par un rite amoureux en forme de combat, les deux vers voulant tenir le rôle de père et cherchant à toucher l'autre en premier.

L'accouplement reste le système de reproduction préféré

Mais s'ils sont isolés, les vers s'injectent leur propre sperme dans la partie antérieure de leur corps, pouvant et préférant même se piquer à la tête. Les spermatozoïdes migrent ensuite vers les œufs, selon l'étude réalisée par des chercheurs de l'université de Bâle, en Suisse, et de l'université de Bielefeld en Allemagne.

Les chercheurs notent que les vers n'utilisent l'autofécondation qu'en l'absence prolongée de possibilités de s'accoupler et qu'elle entraîne une baisse de la production de nouveau-nés et de la survie de la progéniture. L'accouplement de deux individus distincts reste le système de reproduction préféré par l'espèce mais il peut être un moyen d'assurer la reproduction dans des conditions écologiques défavorables, concluent les scientifiques.

 

Retour vers le futur......

La marque automobile, filiale de Toyota, dévoile le «Slide», une planche qui lévite grâce à la supraconduction.

En 2015, Marty Mc Fly voguait sur une drôle de planche, qui lévitait à une dizaine de centimètres du sol: le hoverboard. Cette planche à roulettes sans roulettes fait rêver depuis trois décennies les fans de la saga Retour vers le futur. Visiblement, certains d'entre eux sont ingénieurs chez Lexus.

Lexus promet de plus amples informations au cours de son opération marketing. Mais, pour l'instant, le public peut rester sceptique. Le hoverboard, fantasme des passionnés de futurisme, a déjà fait l'objet d'un canular bien ficelé: HUVr, une planche dont les mérites étaient vantés par la légende du skateboard Tony Hawk, était en fait sketch orchestré par Funny or Die.

La plupart des inventions présentées par la trilogie de Robert Zemeckis sont l'objet de fantasmes récurrents, récupérés par les entreprises: l'équipementier sportif Nike a promis de mettre à la vente des chaussures à lacets automatiques d'ici à la fin de l'année. Avec son casque de réalité augmentée HoloLens, en cours de développement, Microsoft rejoint aussi la fiction et les lunettes -télévisions de Marty McFly.

Si le hoverboard paraît quelque peu inutile, la supraconduction a de nombreuses applications: elle est notamment utilisée dans l'imagerie par résonance magnétique (IRM). On cherche aussi à utiliser cette technologie dans le transport d'énergie, mais elle est encore trop coûteuse pour être employée à grande échelle.

T'a une belle oreille de bras, tu sais....

Elle se fait greffer une nouvelle oreille... cultivée dans son bras

Pour offrir à leur patiente une prothèse d'oreille plus vraie que nature, des médecins belges ont cultivé un organe bio-artificiel dans son bras, et lui ont implantée.

Durant 6 semaines, la prothèse bio-artificielle d'oreille a été cultivée dans l'avant-bras d'une jeune femme.

 

 

Durant 6 semaines, la prothèse bio-artificielle d'oreille a été cultivée dans l'avant-bras d'une jeune femme. RTL Belgique

 

L'image est saisissante. La prouesse médicale

ne l'est pas moins. Des médecins belges sont parvenus à cultiver une oreille dans l'avant-bras d'une jeune femme, avant de lui greffer le nouvel organe. Âgée de 19 ans, leur patiente avait dû être amputée de l'oreille en raison d'un cancer de la peau. Elle portait depuis une prothèse artificielle pour des raisons esthétiques. Sur RTL Belgique, qui a relevé la prouesse, le Dr Afshim Yousefpour, chirurgien maxillo-facial et chef de pôle "tête et cou" de la Clinique Ste-Anne St-Remi à Bruxelles raconte : "Ma patiente m’a dit qu’elle en avait marre de sa prothèse parce que chaque fois qu’elle l’enlevait, elle repensait à son cancer. (…) Elle m’a demandé, à moitié en rigolant, si je ne pouvais pas lui fabriquer une oreille". Une requête qui parait d'abord saugrenue au médecin. Pourtant, cela va lui donner une idée : fabriquer de façon bioartificielle une prothèse, faites de vrais cellules donc.

Les cellules cultivées sur un moule

Pour cela, l'équipe médicale a procédé à l'implantation d'une sorte de moule dans l'avant-bras de la jeune femme. Conçu dans un polyéthylène poreux, ce moule a pu être colonisé par les cellules de la patiente. Au bout de six semaines, le dispositif était recouvert d'une peau très fine mais entièrement irriguée. Ne restait plus qu'à percer l'oreille bio-artificielle pour la connecter au conduit auditif et à la greffer sur la jeune femme. "Tout n’est pas parfait, mais je pense que c’est une étape assez importante pour développer d’autres techniques, l’affiner" juge le praticien.

 

Au risque de vivre.....

L’Environmental Protection Agency (EPA) américaine vient tout juste de publier une étude préliminaire attendue décrivant les impacts de la fracturation hydraulique sur les ressources en eaux potables. Cette synthèse de la littérature scientifique et des données disponibles conclut que le nombre de cas où la fracturation hydraulique a eu un impact sur l’eau potable est faible comparativement au nombre de puits fracturés et qu’il n’y a aucune indication de l’existence d’un mécanisme général de transmission établissant un lien entre la fracturation hydraulique et la qualité de l’eau.

Des groupes écologistes québécois n’apprécient pas les résultats de cette étude environnementale, la plus exhaustive à ce jour sur la fracturation hydraulique. Ils affirment qu’elle ne prouve en rien que les forages soient sans risque pour l’environnement.

En fait, on pourrait longuement élaborer sur le fait que la science ne peut pas prouver l’absence de risque. Elle peut simplement dire qu’un risque est très peu probable. Comme on ne peut pas dire que tous les corbeaux sont noirs, mais qu’il est très probable qu’un corbeau tiré au hasard soit noir.

Mais certains vont même plus loin en affirmant qu’aller de l’avant avec l’exploitation de gaz au Québec reviendrait à "jouer à la roulette russe avec l’eau potable".

Jouer à la roulette russe. En voilà une hyperbole révélatrice! Cela démontre bien le ton alarmiste dont font usage les groupes environnementalistes radicaux, comme Greenpeace. Mais la figure de style a aussi l’avantage de comparer deux événements "risqués", même si les conséquences sont très différentes, c’est-à-dire la mort pour l’un et boire de l’eau embouteillée pour l’autre.

Il s’agit en effet d’un bon terrain de comparaison.

Pour l’illustrer, voici une liste comparant les probabilités de réalisation de certains événements "risqués", dont le nombre de fuites aux puits liées à l’exploitation de pétrole et de gaz en Alberta en 2014.

 

Événement	Probabilité de réalisation
Se tirer une balle dans la tête en jouant à la roulette russe	1 sur 6
Se retrouver dans un accident d’auto cette année	1 sur 16
Mourir d’un accident d’auto dans sa vie	1 sur 82
Souffrir d’une crise cardiaque cette année	1 sur 250
Incidents affectant l’eau reliés à la fracturation hydraulique dans le nord-est des États-Unis entre 2008 et 2012	1 sur 289
Domicile qui prend en feu cette année	1 sur 300
Déversements liées à la fracturation hydraulique qui atteignent les eaux souterraines selon l’étude de l’EPA	1 sur 500
Fuites aux puits reliées à l’exploitation de pétrole et de gaz en Alberta en 2014 (avec ou sans impacts environnementaux)	1 sur 2857
Être frappé par la foudre dans sa vie	1 sur 3000

Que ce soit pour l’exploitation de pétrole et de gaz en Alberta ou pour l’exploitation du gaz de schiste au moyen de la fracturation hydraulique dans le nord-est des États-Unis, aucune fuite liée à un cours d’eau n’a eu d’impact négatif sur la santé humaine.

Il est évident que la fracturation hydraulique comporte un risque, que ce soit pour la contamination de l’eau potable, les émissions de méthane ou les secousses sismiques. Le risque zéro n’existe pas.

Cependant, à la lumière des données disponibles à ce jour, il serait plus honnête de comparer les risques associés à la fracturation hydraulique à ceux de se faire frapper par la foudre, plutôt qu’à ceux associés à la roulette russe.

Contrepoint.org