Organe sensoriel des poissons pourrait améliorer les robots sous-marins

Une équipe de scientifiques dirigée par l’Université de Bristol a étudié un organe sensoriel des poissons afin de mieux comprendre le comportement collectif, qui pourrait être utilisé pour les robots sous-marins.

L’objet de la recherche était l’organe de la ligne latérale trouvé chez les poissons cichlidés africains et presque toutes les autres espèces de poissons. Cet organe permet aux poissons de détecter avec précision la pression de l’eau et de détecter des facteurs externes tels que d’autres poissons, des changements de débit d’eau, des prédateurs et des obstacles.

Système de la ligne latérale chez les poissons

Le système de la ligne latérale s’étend sur la tête, le tronc et la queue des poissons et est composé de mécanorécepteurs appelés neuromastes. Ces récepteurs peuvent être situés dans des canaux sous-dermiques ou sur la surface de la peau.

Elliot Scott, du département de mathématiques de l’ingénierie de l’Université de Bristol, était l’auteur principal de l’étude.

« Nous essayions de déterminer si les différentes zones de la ligne latérale — la ligne latérale de la tête par rapport à la ligne latérale du corps, ou les différents types d’unités sensorielles de la ligne latérale, telles que celles sur la peau, par rapport à celles qui se trouvent en dessous, jouent des rôles différents dans la façon dont le poisson est capable de détecter son environnement grâce aux indications de pression environnementale », a-t-il déclaré.

« Nous l’avons fait de manière novatrice, en utilisant des poissons hybrides, ce qui a permis la génération naturelle de variations ».

Les chercheurs ont constaté que le système de la ligne latérale autour de la tête a un impact significatif sur la capacité du poisson à nager en groupe. Un plus grand nombre de neuromastes sous-dermiques conduit à un nage plus rapproché, tandis que plus de neuromastes de surface entraînent un nage plus espacé.

Élargir grâce à la simulation

Les mécanismes derrière le système de la ligne latérale ont également été montrés pour fonctionner à plus grande échelle grâce à la simulation. Cela pourrait conduire au développement d’un capteur de pression bon marché pour la robotique sous-marine, en particulier pour la robotique en essaim, où le coût est une préoccupation majeure.

« Ces résultats fournissent une meilleure compréhension de la façon dont la ligne latérale informe le comportement de regroupement des poissons, tout en contribuant à une conception novatrice d’un capteur de pression peu coûteux qui pourrait être utile sur les robots sous-marins qui doivent naviguer dans des eaux sombres ou troubles », a déclaré Elliot.

L’équipe va maintenant essayer de développer davantage le capteur et de l’intégrer à une plate-forme robotique pour aider un robot à naviguer sous l’eau.