bionique (suite)

Gyroscope à variations de fréquence. Un troisième exemple permet de noter ce qu’aurait pu être la démarche de la bionique : certains Diptères s’équilibrent en vol en détectant les variations de fréquence d’appendices (haltères ou balanciers) en vibration, les changements de direction altérant cette fréquence. Certains gyroscopes ou accéléromètres utilisent de la même façon la variation de fréquence de diapasons disposés dans les trois plans (plates-formes inertielles), mais il semble bien qu’il n’y ait là qu’une convergence extrêmement serrée.

Traitement biologique de l’information

Il n’existe réellement aucun appareil opérationnel qui soit inspiré par un mécanisme nerveux bien connu, qu’il s’agisse du fonctionnement d’une cellule nerveuse isolée (neurone) ou d’un ensemble de neurones (ganglions, zones cérébrales ou cerveau).

Organes effecteurs

Là encore, pour l’instant, la moisson est faible.

Pompe de Hertel. À l’Institut technique de Berlin, le professeur Hertel a réalisé une pompe absolument originale d’une grande puissance, sans valves ni clapets, pratiquement impossible à bloquer par des corps solides, en imitant étroitement la physiologie et le mode d’action des nageoires caudales des Poissons rapides. L’organe actif de la pompe est un panneau rigide placé dans l’axe d’un corps de pompe parallélépipédique. Les déplacements du panneau sous l’influence d’un moteur reproduisent ceux de la queue d’un Poisson placé dans un tube parcouru par un liquide propulsé à vitesse suffisamment grande.

Accéléromètre. Des recherches menées à l’institut Marey à Paris sur la physiologie d’un des systèmes de régulation de la contraction musculaire volontaire, appelé système γ, ont conduit à l’élaboration d’une théorie de la mesure de la force ou de l’accélération d’un objet. Certains automatismes industriels peuvent avoir besoin de tels contrôles.

Revêtement de navires. Enfin, il est incontestable que l’étude de l’épiderme des Cétacés a conduit à des recherches de revêtements souples et lubrifiés pour les navires. Nageant à grande vitesse, les Dauphins déforment constamment leur peau en divers endroits par l’action de muscles sous-cutanés. Des récepteurs adaptés à la détection de l’apparition de tourbillons au contact de la peau permettent une déformation active de celle-ci de manière à modifier l’orientation de la surface de contact avec l’eau et à régulariser l’écoulement de la couche limite. L’animal fait ainsi l’économie du freinage et de la déperdition d’énergie résultant de la formation de ces perturbations. Actuellement, on ne dispose ni des récepteurs nécessaires ni des moyens de déformer localement un revêtement. Cependant, cette orientation des recherches a permis une solution approchée purement passive.

Perspectives

Le monde vivant résout spontanément un certain nombre de problèmes majeurs pour l’industrie de l’homme, et dont la solution ne nous apparaît pas. Vue dans cette perspective, la bionique est une prise de conscience de la mine d’enseignements que peut constituer la biologie, et l’on peut tenter de définir des thèmes d’études biologiques dans la perspective d’une application bionique.

Détecteurs chimiques

Certains organes sensoriels reconnaissent des corps chimiques, tels que les phérormones, à la dose de 15 000 molécules. D’autre part, les migrations aquatiques se font à la fois par des procédures de reconnaissance chimique à des doses de cet ordre et par la détection de gradients de concentration. Lorsqu’un besoin se manifestera, il doit être possible de concevoir des systèmes inspirés de ces capteurs. Mais rien ne pourra se faire tant que les mécanismes intimes n’auront pas été élucidés entièrement. Cette exigence fondamentale est notamment valable pour deux exemples : le repérage dans l’eau par des procédés d’électrolocation et la transmission de messages en grandes profondeurs par des procédés qui en dérivent, l’inspiration venant des repérages qu’effectuent les divers Poissons électriques. De même, la navigation aérienne pourrait s’inspirer de différents procédés des Oiseaux migrateurs, qui sont d’une précision étonnante : en réalité, on en ignore à peu près tout, sauf ce qu’ils ne sont pas.

Traitement de l’information

C’est peut-être le domaine le plus important à explorer, car les techniques actuelles de l’homme sont soit analytiques et séquentielles (ordinateurs), soit globales et parallèles, mais très limitées dans leur développement et dépourvues de systèmes de mémoire (calculateurs analogiques). Les calculateurs se heurtent sans espoir de vraie victoire au problème du temps réel, c’est-à-dire du temps maximal dont on dispose pour traiter une information avant d’avoir nécessairement à prendre une décision. En biologie, au contraire, tout, ou presque, se fait par des procédés synthétiques, globaux et agissant en parallèle, ce qui explique leur efficacité. Les problèmes fondamentaux ainsi résolus par les différents types de systèmes nerveux sont de trois sortes.

Reconnaissance des formes. Dans ce domaine, il s’agit en particulier de ressemblances, en dépit des différences d’échelle et des différences de point de vue pour l’œil. Cela paraît sous-entendre la reconnaissance de caractères invariants d’une forme. Si un tel mécanisme existe réellement, toutes les sciences bénéficieront de sa connaissance.

Mémoire et imagination. Il semble en réalité qu’une mémoire fidèle n’existe pas, mais qu’il se conserve différents aspects élémentaires de chaque événement perçu, et que le cerveau reconstitue plus ou moins fidèlement la réalité au moment de l’apparition d’un souvenir. Cette faculté est de ce fait liée aux mécanismes de l’imagination et de l’abstraction, dont la connaissance pourrait faire faire un grand pas aux problèmes actuels de l’informatique.

Mécanismes d’apprentissage. Dans un grand nombre de domaines très complexes, il serait utile de connaître les mécanismes que l’Homme utilise pour des actions plus simples, lorsque, ignorant les lois qui régissent ces actions, il fait son apprentissage dans le domaine qui leur correspond.