Une équipe de chercheurs en robotique, menée par le Pr. Auke Ijspeert, a réussi à concevoir un robot ayant non seulement la forme d’une salamandre (et plus précisemment le triton espagnol Pleurodeles Waltl), mais ayant la possibilité de reproduire ses mouvements, à la fois à terre et dans l’eau. L’objectif de cette expérience est de mieux comprendre les procédés (anatomiques, électriques et chimiques) qui permettent la locomotion animale, et notamment humaine. Cela permettra de concevoir des robots capables de se mouvoir comme des animaux en interagissant avec des environnements complexes (en contournant des obstacles par exemple). Cela permettra aussi de mieux comprendre comment réactiver les circuits nerveux endommagés, et de pouvoir permettre aux paraplégiques ou tétraplégiques de reprendre le contrôle de leur membres.

Les mouvements de la salamandre, une étape dans la compréhension de ceux de l’Homme

Afin d’aller un peu plus loin dans la technique, il faut d’abord se replacer dans la perspective de l’évolution. En quittant le milieu aquatique, les premiers vertébrés ont dû s’adapter de plus en plus, afin de pouvoir se déplacer dans des environnements de plus en plus complexes. Ainsi, avant de pouvoir reproduire la complexité des mouvements humains, les chercheurs ont commencé par ceux de la lamproie, sorte d’anguille sans mâchoire. Ensuite vient la salamandre, dont les mouvements de nage ressemblent à ceux de la lamproie, mais qui a aussi 4 membres qu’elle peut utiliser sur la terre ferme. Ensuite le chat, dont la coordination des membres change selon qu’il marche, trotte ou galope. Et enfin l’homme, qui ajoute à cela la complexité de gérer un mouvement sur deux jambes uniquement.

Le Pr. Ijspeert nous explique donc que la locomotion chez les animaux est régie par 4 grands ensembles :

  • Les muscles et le squelette, qui effectuent le mouvement,
  • La colonne vertébrale (et plus précisément la moelle épinière), qui gère les réflexes, qui vont créer une coordination entre l’activité neurologique et musculaire. Autrement dit, elle nous permet de ne pas nous concentrer sur chaque muscle qu’on doit contracter ou relâcher afin de marcher,
  • Le réseau locomoteur spinal, qui est un ensemble de réseaux de neurones, localisé dans la moelle épinière, et qui permet de générer des activités complexes cycliques. Par exemple, il prend le relais de notre cerveau quand nous marchons en pensant à autre chose,
  • Le cerveau, qui est aux commandes, et qui décide de l’intensité du mouvement. On peut donc continuer à marcher sans y penser, mais on ne peut pas commencer à marcher, puis se rendre compte qu’on est en train de courir sans avoir consciemment décidé de le faire (à moins de l’imminence d’un danger qui suscite un mouvement réflexe, qui est inconscient. Mais celui-ci provient quand même du cerveau). C’est le cerveau qui active tous les autres systèmes, quand il le décide.

Cette répartition des taches explique par exemple pourquoi une poule est capable de continuer à courir pendant quelques secondes une fois sa tête coupée, ou pourquoi la queue du lézard ou du ver de terre continuent à bouger une fois séparées du reste du corps. Elle explique aussi pourquoi les personnes ayant souffert d’une lésion de la moelle épinière ne peuvent plus marcher : le signal nerveux, qui part du cerveau, ne peut plus atteindre la partie de la moelle épinière qui gère les jambes.

C’est pour cela que, pour comprendre la complexité de la locomotion humaine, bien analyser et comprendre les mouvements des salamandres est un grand pas en avant.

RS

Source : TED, cliquer ici.