La bionique

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De tout temps, l'intelligence humaine a exploité l'intelligence de la nature pour perfectionner ses inventions. De tout temps également, l'homme s'est équipé de structures artificielles pour augmenter ses capacités ou compenser ses handicaps. La Bionique, officiellement née en 1960 au cours d'un congrès américain pour fédérer les seules recherches d'inventions technologiques inspirées de la nature, englobe aujourd'hui un champ de recherche beaucoup plus important. Elle concerne les inventions bioniques, les robots inspirés des animaux et les hybrides bioniques (systèmes artificiels équipés d'organes vivants et animaux et humains équipés de structures artificielles). Cet ouvrage expose quelques exemples appartenant à ces deux domaines, ainsi que leurs retombées fondamentales et appliquées: conception des ailes de machines volantes, matériaux copiant la soie d'araignée, automates destinés à comprendre l'anatomie humaine, animaux artificiels autonomes, programmes informatiques prétendant simuler le cerveau humain,neuroprothèses traduisant la pensée en mouvements, prothèses «intelligentes» ...

Publié le : mercredi 2 avril 2008
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Licence : Tous droits réservés
EAN13 : 9782100529858
Nombre de pages : 248
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Introduction
La nature est un professeur universel et sûr pour celui qui l’observe. Carlo GOLDONI
Une fibre inspirée de la soie d’araignée, cinq fois plus résistante que l’acier etdeuxfois plus élastique que le nylon; un microdrone battant des ailes commeun insecte; une cybermain redonnantà son porteur les sensations detoucher etde chaleur… Ce que l’évolution des espèces a osé imaginer, l’Hommetente de le reproduire ! tDe nombreux témoignages d’unetelle entreprise – historiques ou . légendaires – sontconsignés depuis l’invention de l’écriture. Ilya n déli t u vingt-quatre siècles,un Grec auraitconçu une colombe en bois capable devoler; trois siècles plustard,une main artificielle articulée aurait orisée es utété fabriquée par des Égyptiens;audébutde notre ère,un Chinois auraitinventé le papier en observant un nid de guêpes. Detout temps, l’intelligence humaine a sondé l’intelligence de la Nature pour perfection-ocopie non a ner ses inventions même si, parfois, les moyenstechniques nécessaires t pour les réaliser ne suivaientpas : les machinesvolantes inspirées des oiseauxoudes chauves-souris que dessinaitLéonard de Vinci ne pou-vaientpas décoller, faute de matériauxassezlégers etde moteurs assez © DupnuoidssLaanpthso.
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Introduction
e Depuis leXIXsiècle cependant, les progrèstechnologiques ontété fulgurants. Encouragés par la révolution industrielle, les ingénieurs ontinventé de nouveauxmoyens pour réaliser des produits etdes machines. De nos jours, en particulier,une autre révolution esten route : celle de l’exploration de l’infinimentpetit, avec la manipulation de la matière à l’échelle de l’atome, de l’ordre dumilliardième de tre. Les nanotechnologies laissenten effetentrevoirun champ d’applications entièrementoriginal car, outre l’avantage de leur minia-turisation, les caractéristiques mécaniques, électriques ouoptiques des matériauxqu’elles produisentsontradicalementdifférentes de celles de notre macromonde. La conception d’artefacts reposantsur les mêmes structures microscopiques que celles du vivantdevientainsi à la portée des chercheurs. Parallèlementà ces développementstechniques, de nouveauxcou-rants de pensée ontrapproché systèmes naturels etsystèmes artificiels. Dans les années 1940-1950, le psychologue Clark Léonard Hull expli-qua que des lois identiques peuventgouverner les comportements des animauxetdes machines etque ces dernières sontparfaitementcapa-bles d’apprendre. À la même époque, le mathématicien NorbertWiener fondaune nouvelle discipline – qu’il nomma cybernétique – centrée sur l’analogie entre lestraitements de l’information que réalisentles systèmes naturels etartificiels. Les pionniers de l’intelligence artifi-cielle exploitèrentpeuaprès ce genre de comparaison etallèrent jusqu’à énoncer l’équivalence entre ordinateur etcerveau. Dans cette perspective, c’estl’artificiel qui devient une métaphore pour levivant etnon le contraire… L’idée que les sciences de lavie etles sciences de l’ingénieur pour-raientse conforter mutuellementprend corps, etc’esten septembre 1960 quun congrès américain organisé à Dayton (Ohio) popularisa leterme 1 bionique – contraction de biologie et technique, puis de biologie et électronique – eténonça les objectifs scientifiques de cette discipline. Il s’agissaitde lancerunvaste programme réunissantles compétences d’ingénieurs etde chercheurs de bordstrès divmaers – thématiciens, physiciens, chimistes, mais aussi biologistes etpsychologues – envue de rechercher dans la nature commentconcevoir des systèmes artifi-ciels performants. Ce que l’on peutnommer la nouvelle bionique s’étendraune dizaine d’années plustard – sans doute à cause d’un feuilleton américain bien connu,L’homme qui valait 3 milliards– à la conception de systèmes hybrides intégrantdes composantsvivants et des composants artificiels.
Introduction
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Trois partiesvontêtre développées dans cetouvrage consacré à la bionique. La première décrira quelques-unes des multiples réalisations technologiques inspirées par des structures, des procédés oudes matériauxnaturels. Onydécrira, par exemple, commentl’étude de la e façon dontles pattes d’un lézard gecko adhèrentpendant1/8000 de seconde àune surface quelconque peutpermettre de résoudre le casse-tête que représente l’invention d’une adhérence sèche, parfaite-mentrepositionnable, indépendammentdes supports concernés. La seconde partie exposeraun champ de recherche d’inspirationtrès ancienne mais qui prospère depuis quelques années : celui de la con-ception de robots autonomes inspirés des animauxetde leurs compor-tements, ce que l’on appelle communémentlarobotique bioinspirée. Il ysera par exemple montré que la manière dont un albatros plane des jours entiers sans donner pratiquement un seul coup d’aile peutappor-terune solution auproblème de la faible réserve de carburantque pourrontemporter les futurs microdrones. Enfin, latroisième partie vélera lestravauxatypiquesvisantà hybrider les systèmes naturels etartificiels, etl’on découvrira commentdes « neuroprothèses » peu-ventpermettre à des patientstétraplégiques de contrôler des machines à distance. Bien d’autres exemples d’inventions etd’hybridations serontve-loppés sanstoutefoisviser l’exhaustivité,tantles recherches en la matière s’accélèrent. Un historique des parcours particuliers de ces divers domaines d’application sera égalementbrièvementdécrit. En fin d’ouvrage, des perspectives serontévoquées – dumoins,telles que quelques chercheurs aventureuxles imaginent. On mentionnera égale-mentquelques limites auxquelles cestravauxsontconfrontés, ainsi que les problèmes éthiques que d’autres peuventsoulever, ce dont témoignentdiverstextes etchartes en chantier dans le monde etqui visentà prévenirtoutrisque d’utilisation fâcheuse de ces réalisations . t artificielles. n déli t u
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© Dunod – La pho
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