Des scientifiques, dirigés par l’Université de Bristol, ont étudié un organe sensoriel de poisson pour comprendre les signaux de comportement collectif qui pourraient être utilisés sur des robots sous-marins.
Ce travail était centré sur l’organe de détection de la ligne latérale chez les cichlidés africains, mais trouvé dans presque toutes les espèces de poissons, qui leur permet de détecter et d’interpréter les pressions de l’eau autour d’eux avec suffisamment d’acuité pour détecter les influences externes telles que les poissons voisins, les changements de débit d’eau. , prédateurs et obstacles.
Le système de lignes latérales dans son ensemble est réparti sur la tête, le tronc et la queue du poisson. Il est composé de mécanorécepteurs (neuromats) qui se trouvent soit dans les canaux sous-cutanés, soit à la surface de la peau.
L’auteur principal, Elliott Scott, du Département de mathématiques de l’ingénierie de l’Université de Bristol, a expliqué : « Nous essayions de savoir si les différentes zones de la ligne latérale – la ligne latérale sur la tête par rapport à la ligne latérale sur le corps, ou les différents types de les unités sensorielles de la ligne latérale telles que celles sur la peau, par rapport à celles en dessous, jouent des rôles différents dans la façon dont le poisson est capable de ressentir son environnement grâce aux lectures de pression environnementale.
« Nous l’avons fait d’une manière nouvelle, en utilisant des poissons hybrides, qui ont permis la génération naturelle de variations. »
Ils ont découvert que le système de lignes latérales autour de la tête a l’influence la plus importante sur la capacité des poissons à nager dans un banc. Pendant ce temps, la présence de plus d’unités sensorielles de lignes latérales, les neuromastes, qui se trouvent sous la peau, fait que les poissons nagent plus près. ensemble, tandis qu’une plus grande présence de neuromastes sur la peau a tendance à pousser les poissons à nager plus loin les uns des autres.
En simulation, les chercheurs ont pu montrer comment les mécanismes derrière le travail de la ligne latérale sont applicables non seulement aux petites échelles trouvées chez les poissons réels, mais aussi à des échelles plus grandes. Cela pourrait inspirer un nouveau type de capteur de pression facile à fabriquer pour la robotique sous-marine, en particulier la robotique en essaim, où le coût est un facteur important.
Elliott a déclaré: « Ces résultats permettent de mieux comprendre comment la ligne latérale informe le comportement de banc des poissons, tout en contribuant à une nouvelle conception de capteur de pression peu coûteux qui pourrait être utile sur les robots sous-marins qui doivent naviguer dans des environnements sombres ou troubles. »
L’équipe prévoit maintenant de développer davantage le capteur et de l’intégrer dans une plate-forme robotique pour aider un robot à naviguer sous l’eau et démontrer son efficacité.
Le papier est publié dans Science ouverte de la Société royale.
Plus d’information:
Elliott Scott et al, Morphologie de la ligne latérale, perception sensorielle et comportement collectif chez les cichlidés africains, Science ouverte de la Société royale (2023). DOI : 10.1098/rsos.221478. royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rsos.221478