Exploration des Océans avec des Cyborgs Méduses Autonomes Les méduses, contrairement aux poissons, n’ont ni squelette ni système nerveux complexe, mais elles peuvent parcourir d’importantes distances en dépensant très peu d’énergie. Cette capacité est due à un anneau musculaire situé dans leur ventre mou, qui crée une propulsion simple et efficace. Les scientifiques nomment cette aptitude l'« intelligence incarnée », soulignant le rôle du corps de l'organisme dans le processus de résolution de problèmes. Cette intelligence a été exploitée par une équipe de recherche dirigée par Dai Owaki, professeur adjoint au département de robotique de l'Université de Tohoku, pour moduler le comportement de nage des méduses à l’aide de pulsions électriques douces. En outre, ils ont utilisé un modèle d'intelligence artificielle (IA) léger pour prévoir la vitesse de nage de chaque méduse. Leur étude, publiée dans la revue Nature Communications, met en lumière le potentiel de collaboration entre les animaux marins à corps mous et les systèmes électroniques basiques dans les environnements aquatiques tout en préservant le style de nage naturel des méduses. L'équipe de recherche, composée notamment de Max Austin et Kohei Nakajima de l'Université de Tokyo, ainsi que de Shuhei Ikeda et Kazuya Okuizumi de l'Aquarium de Kamo à Tsuruoka, a placé de minuscules électrodes autour de l'anneau musculaire de méduses et a livré des pulsions électriques courtes tous les 1,5 à 2 secondes. Les événements de nage ont été filmés grâce à un système de captation de mouvements tridimensionnels composé d'une caméra avec deux miroirs, puis reconstructifs sur un ordinateur portable. Les chercheurs ont découvert que le moment le plus efficace pour envoyer les impulsions correspondait au rythme naturel des méduses, ce qui augmentait leur vitesse de nage. Lorsqu'ils ont tenté d'utiliser des impulsions plus rapides ou plus fortes, cela a entraîné une diminution de l'efficacité de la nage et des mouvements erratiques, soulignant l'importance de s'aligner sur les rythmes naturels plutôt que de les contrarier. Ces données ont ensuite été intégrées dans un modèle IA hydraulique et léger, appelé "réservoir physique", qui utilise le corps de la méduse comme élément essentiel du système de calcul. Ce modèle a montré une précision suffisante pour prédire les vitesses futures de la méduse dans toutes les directions transversales. Owaki et son équipe se sont posé deux questions interconnectées : 1. Peut-on identifier un schéma de pulsations accepté par les méduses, qui leur permet de nager à des vitesses prédéterminées sans trop de stress ? 2. Une fois que les méduses répondent à ces signaux, peut-on développer un outil d'IA compact capable de prédire leur mouvement dans n'importe quelle direction ? En répondant à ces questions, Owaki et ses collègues ont ouvert la voie à des sondes océaniques à faible énergie et écologiques. Ces « cyborgs méduses » exigent une quantité minimale d'énergie et fonctionnent sans moteur, limitant ainsi l’impact environnemental lié aux méthodes actuelles d'étude des océans. Les méduses ont été choisies pour cette recherche en raison de leur efficacité exceptionnelle en nage parmi les animaux marins, ce qui les rend idéales pour explorer la synergie entre les systèmes biologiques et les dispositifs électroniques simples. L'observation de ces créatures gracieuses glissant tranquillement dans l'eau a inspiré l'équipe à concevoir une technologie qui harmonise avec les écosystèmes vivants plutôt que de les perturber. Applications et Perspectives Le concept d'un organisme vivant agissant comme un appareil de calcul semble tiré de la science-fiction, mais il pourrait révolutionner plusieurs domaines. En robotique, les organismes à corps mous pourraient inspirer des innovations dans les conceptions de robots dotés de propriétés d'autoguérison et flexibles. En recherche climatique, une flottille de cyborgs méduses pourrait naviguer pendant de longues périodes, cartographiant la température, la salinité et la pollution par les plastiques sans avoir besoin de piles. Cette étude relie donc la science marine et l'ingénierie grâce au développement de ce nageur cyborg unique, non invasif et respectueux de l'environnement. Les experts de l'industrie s'enthousiasment pour les applications potentielles de cette technologie. Les cyborgs méduses représentent un moyen innovant et durable de surveiller les récifs de corail, suivre les fuites de pétrole et observer les tendances climatiques. L'approche de Dai Owaki et de son équipe pourrait inspirer d'autres recherches sur l’intégration de technologies douces avec les organismes naturels, offrant des solutions élégantes pour des défis complexes. L'Université de Tohoku, connue pour ses avancées en robotique et en ingénierie, continue ainsi de contribuer à la frontière entre la biologie et la technologie. Cette étude, qui combine les compétences de chercheurs en robotique, mécanoinformatique et Aquarium, illustre parfaitement la façon dont des collaborations multidisciplinaires peuvent mener à des découvertes scientifiques marquantes et prometteuses.