Des scientifiques de l'EPFL et de l’université Humboldt ont utilisé le squelette et des empreintes de pas fossilisés d'un animal vieux de près de 300 millions d'années pour créer une réplique robotique afin d’étudier la locomotion de ce vertébré préhistorique.

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    L'Orobates pabsti est un vertébrévertébré de la famille des diadectidés qui occupe une place importante dans l'évolution car il est un maillon entre les amphibiensamphibiens, les reptilesreptiles et les mammifèresmammifères qui ont suivi. Il se trouve aussi être la plus ancienne créature préhistorique pour laquelle on a retrouvé à la fois un fossilefossile complet et des traces de pas, en Allemagne centrale dans la formation de Tambach. Une équipe de chercheurs de l'École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) et de l'université Humboldt de Berlin (HU) a eu l'idée de se servir de ces indices aussi précieux que rares pour redonner vie à cet animal sous la forme d'un robot.

    L'objectif était de reproduire la locomotion de cet animal vieux de près de 300 millions d'années afin de mieux comprendre l'évolution des vertébrés. « L'Orobates est un candidat parfait pour comprendre l'évolution des vertébrés terrestres, car il est l'ancêtre des amniotes modernes, c'est-à-dire des animaux qui se développent dans des œufs pondus sur terre, et donc indépendants du milieu aquatique », explique John Nyakatura, professeur à la HU. Ses chercheurs ont commencé par créer une réplique numérique du squelette de l'Orobates qu'ils ont animé de façon cinématique en se basant sur la biomécanique d'animaux proches comme le caïmancaïman, la salamandre, l'iguane et le scinque (voir les essais sur cette page).

    Pour réaliser leur modèle robotique, les chercheurs ont fait passer aux rayons X des animaux actuellement présents dans la nature tels que le caïman, la salamandre, l’iguane et le scinque. © EPFL School of Engineering

    Une démarche « athlétique »

    L'EPFL s'est chargée pour sa part de la fabrication d'un robot, nommé OroBOT, à partir de l'anatomieanatomie révélée par le fossile d'Orobates, en respectant la longueur et la répartition de massemasse de l'animal. OroBOT a servi à tester des démarches et donc diverses hypothèses quant à la locomotion possible de cet animal préhistorique. Les chercheurs expliquent s'être concentrés sur trois points clés : la proximité de l'animal avec le sol, l'amplitude du mouvementmouvement de la colonne vertébralecolonne vertébrale et l'utilisation de la jointure du coude et/ou de l'épaule lors du déplacement.

    Selon les premières conclusions tirées de cette simulation et exposées dans un article paru dans Nature, « l'Orobates se serait ainsi déplacé un peu comme le caïman, de façon athlétique, et pouvait déjà s'ériger relativement haut sur ses pattes, contrairement à la salamandre ou au scinque. Une démarche donc plus avancée que celle attendue. » Cette première expérience fructueuse pourrait ouvrir la voie à d'autres études de ce genre sur l'évolution. En effet, les chercheurs expliquent que la méthode pourrait être adaptée afin notamment d'étudier l'origine du vol ou les démarches de mammifères qui galopent.