Les serpents utilisent des points d'ancrage en zigzag et la friction pour manœuvrer dans des espaces restreints.

Introduction

Naviguant rapidement à travers toutes sortes de terrains difficiles, du sable brûlant aux crevasses rocheuses, les serpents ont développé des méthodes de locomotion extraordinairement spécialisées, le tout, évidemment, sans l'aide d'aucun appendice. Les scientifiques s'intéressent particulièrement à la technique utilisée par les serpents pour se déplacer dans des canaux étroits, appelée mouvement "accordéon", car elle pourrait avoir des applications vitales dans le domaine de la robotique.

Close-up of a corn snake
Image: Oui papa / Domaine public - Aucune restriction

Les serpents se déplacent dans des tunnels étroits en ancrant et en relâchant certains points de leur corps contre les murs en zigzag.

Corn snake on a log
Image: Glenn Bartolotti / Wikipédia / CC BY SA - Attribution Creative Commons + Partage dans les mêmes conditions

Les écailles des serpents s'enfoncent dans les surfaces qui les entourent lorsqu'ils se déplacent, créant une friction qui les aide à se propulser vers l'avant.

La stratégie

Le mot « accordéon » fait référence à un petit instrument de musique semblable à un accordéon. C'est un nom approprié pour la motion décrite. Pour traverser un canal étroit, un serpent va se condenser et s'étendre continuellement, comme le mouvement du soufflet pendant que joue un concertina. D'abord, le serpent étendra sa tête le long du canal, puis amènera une pointe d'un côté de son corps, juste derrière sa tête, d'un côté du mur ; il replie ensuite son corps de sorte qu'un autre point de son autre côté légèrement plus en arrière puisse appuyer contre le mur opposé, et un autre, et un autre. Lorsque le serpent a trois à cinq points d'ancrage de ce type, il avance à nouveau la tête. Les pointes avant se détachent du mur, mais les pointes plus en arrière maintiennent le serpent en place jusqu'à ce qu'une nouvelle prise puisse être créée plus loin en avant.

La recherche a montré que la friction est cruciale pour la fonctionnalité de ce mouvement. Si vous deviez passer votre doigt sur un serpent de la tête à la queue, il se sentirait assez lisse. L'absence de frottement dans cette direction permet un mouvement vers l'avant rapide. Les échelles qui se chevauchent, cependant, créent une surface irrégulière dans l'autre sens. Pendant le mouvement de l'accordéon, les serpents creusent un peu leurs écailles dans les murs qui les entourent, créant une forte résistance au mouvement vers l'arrière et permettant aux serpents de se pousser vers l'avant.

Le potentiel

Cette combinaison simple de texture et de mouvement a un grand potentiel pour le domaine des robots exploratoires. Un contexte possible est celui des missions de recherche et de sauvetage où les passages à travers les décombres créés par un bâtiment effondré sont étroits, irréguliers et imprévisibles.

D'autres applications se trouvent dans le domaine de la bio-ingénierie et de la médecine. Un jour, nous pourrions très bien aller chez le médecin pour des procédures de coloscopie et faire en sorte que de minuscules robots ressemblant à des serpents se rendent là où ils doivent aller tout en minimisant la douleur et les dommages aux tissus environnants.

À première vue, il peut sembler étrange d'associer les serpents à la médecine et à la guérison, mais détrompez-vous. L'ancien « verge d'Asclépios » grec, montrant un serpent enroulé autour d'un bâton, était un tel signe, et il reflète un bâton fabriqué par Moïse pour guérir les Israélites dans le livre des Nombres. Il continue d'apparaître dans le logo de l'Organisation mondiale de la santé et de nombreux autres groupes médicaux à travers le monde. Peut-être que nos ancêtres étaient sur quelque chose.

Dernière mise à jour le 14 février 2021