De nouvelles méduses robotisées pourraient être la clé pour surveiller et prendre soin des parties fragiles des océans du monde sans les endommager.

Les robots ont été développés par une équipe de scientifiques américains, de la Florida Atlantic University (FAU) et du US Office of Naval Research. Ils ont été conçus pour pouvoir nager librement, se diriger d'un côté à l'autre, et nager à travers des ouvertures étroites.

Les chercheurs ont présenté leurs découvertes aujourd'hui dans la revue Bioinspiration et Biomimétique .

Auteur correspondant Dr. Erik Engeberg, de la FAU, a déclaré :« Étudier et surveiller les milieux fragiles, comme les récifs coralliens, a toujours été un défi pour les chercheurs marins. Les robots mous ont un grand potentiel pour aider à cela.

« Les robots mous biomimétiques à base de poissons et d'autres animaux marins ont gagné en popularité dans la communauté des chercheurs au cours des dernières années. Les méduses sont d'excellents candidats car ce sont des nageuses très efficaces.

« Leurs performances propulsives sont dues à la forme de leur corps, qui peut produire une combinaison de vortex, propulsion à réaction, aviron, et la locomotion par aspiration."

Pour exploiter cette performance, les chercheurs ont utilisé la forme de la méduse lunaire (Aurelia aurita) au stade larvaire de son cycle de vie. Alors que les conceptions antérieures de méduses robotisées utilisaient une variété de mécanismes de propulsion différents, la conception de l'équipe pour leur nouvelle méduse a utilisé des réseaux hydrauliques pour la propulsion.

Le Dr Engeberg a déclaré :« Une application principale du robot est l'exploration et la surveillance d'écosystèmes délicats, nous avons donc choisi des actionneurs de réseau hydraulique souples pour éviter les dommages accidentels. En outre, les méduses vivantes ont une flottabilité neutre. Pour imiter cela, nous avons utilisé de l'eau pour gonfler les actionneurs du réseau hydraulique en nageant."

Pour permettre à la méduse de se diriger, l'équipe a utilisé deux pompes à aubes pour gonfler les huit tentacules. La conception de la pompe à turbine a produit un circuit ouvert de débit d'eau, où l'eau de l'environnement était pompée dans les actionneurs souples pour produire un coup de nage. Lorsque les pompes n'étaient pas alimentées, l'élasticité du matériau en caoutchouc de silicone de l'actionneur tentaculaire a resserré les actionneurs pour repousser l'eau dans l'environnement pendant la phase de relaxation.

Cette élasticité est comme l'élasticité passive démontrée par les méduses vivantes après les contractions de la cloche. La conception a également supprimé le besoin de vannes, réduire la complexité du contrôle, besoins en espace, et le coût.

L'équipe a imprimé en 3D cinq méduses robots différentes, en utilisant du caoutchouc de silicone pour les actionneurs. Chaque méduse avait une dureté de caoutchouc variable pour tester l'effet qu'elle avait sur l'efficacité de la propulsion.

Ils ont également testé la capacité des robots à se faufiler à travers des ouvertures étroites, à l'aide de trous circulaires découpés dans une plaque de plexiglas.

Le Dr Engeberg a déclaré :« Nous avons découvert que les robots étaient capables de nager à travers des ouvertures plus étroites que le diamètre nominal du robot. À l'avenir, nous prévoyons d'intégrer des capteurs environnementaux comme le sonar dans l'algorithme de contrôle du robot, avec un algorithme de navigation. Cela lui permettra de trouver des lacunes et de déterminer s'il peut les traverser."