Une équipe de chercheurs de l’université de Washington a mis au point une plateforme électronique, sans fil, d’à peine 100 milligrammes, et suffisamment miniaturisée pour être fixée sur le dos de bourdons.
Si l’usage des drones promet déjà une petite révolution dans le monde de l’agriculture pour la surveillance des récoltes, les limites de ces engins en termes d’autonomie (30 minutes maximum, à l’heure actuelle) et d’agilité ne permettent pas d’envisager un contrôle très fin au cœur des plantations. Pour cela, il faudrait pouvoir se glisser dans la peau de certains insectes qui fréquentent les cultures comme, par exemple, les bourdons.
C’est précisément ce qu’ont fait des chercheurs de l’université de Washington grâce une sorte de sac à dos électronique miniaturisé, placé sur le dos de bourdons. L’équipement renferme des capteurs qui permettent de mesurer l’humidité, la température et l’intensité lumineuse, une batterie lithium-ion rechargeable offrant sept heures d’autonomie, une antenne pour la communication sans fil et un microcontrôleur pour piloter l’ensemble.
Le système ne nécessite de l’énergie que pour le calcul et la détection. © Paul G. Allen School, university of Washington
Un « Internet des objets vivants »
Le tout ne pèse que 102 milligrammes et tient dans un encombrement de 6,1 x 6,4 millimètres. Pour créer ce sac à dos high-tech, les chercheurs ont réalisé des tests avec plusieurs espèces de bourdons et ont découvert que les plus costauds d’entre eux pouvaient évoluer en transportant une charge de 105 grammes. Les cobayes restent libres de leurs mouvements. L’intérêt de la démarche est de s’affranchir des limites d’autonomie d’un drone. L’autre objectif est aussi de profiter du fait que les bourdons sont au contact direct et individuel des plantes pour obtenir des données beaucoup plus précises.
Pour qualifier leur invention, les chercheurs parlent d’un « Internet des objets vivants ». À l’avenir, cette plateforme électronique pourrait évoluer pour surveiller la santé des populations de bourdons et étudier les causes de leur déclin.
Insecte cyborg : un coléoptère transformé en drone
Article de Marc Zaffagni, paru le 17/03/2015
Des chercheurs de l’université de Californie à Berkeley (États-Unis) et de l’université de technologie de Nanyang à Singapour ont équipé un coléoptère d’un système de stimulation musculaire grâce auquel ils peuvent littéralement le télécommander en vol. L’idée de développer des insectes cyborgs n’est pas nouvelle mais la finalité de ces projets soulève des questions éthiques.
En 2009, une équipe de scientifiques de l’université de Californie à Berkeley et de l’université de technologie de Nanyang (Singapour) avait mis au point un système de contrôle par stimulation électrique lui permettant de télécommander un coléoptère. À l’époque, le dispositif agissait uniquement sur le déclenchement et l’interruption du battement des ailes de l’insecte. La même équipe est allée plus loin et a trouvé le moyen de contrôler la direction, transformant le cobaye en un véritable drone télécommandé.
Un coléoptère (Mecynorrhina torquata) de la famille des cétoines (les cétonidés) a été équipé d’un sac à dos renfermant l’équipement électronique qui sert à le contrôler : un microcontrôleur, un émetteur-récepteur sans fil et six électrodes reliées aux lobes optiques et aux muscles sclérites axillaires (3Ax) dont le coléoptère se sert en vol pour manœuvrer. L’ensemble, qui pèse 1,5 gramme, est alimenté par une micro batterie lithium-ion de 3,9 volts. Le résultat de l’expérience est à découvrir dans la vidéo ci-dessous. Avec la télécommande, les chercheurs peuvent stimuler les muscles du côté droit ou gauche pour provoquer un changement de direction. La précision du virage peut même être corrélée à l’intensité de la stimulation électrique.
L’équipement électronique sur le dos de l’animal permet de contrôler le vol et changer la direction grâce à la stimulation des muscles. © UC Berkeley Campus Life, Nanyang Tech Univ.
L’entomologie n’est pas la seule finalité
Selon les scientifiques, il s’agit de la première fois que l’on parvient à pratiquer ce genre de stimulation sur un insecte en vol libre. Une avancée qui va contribuer à une meilleure connaissance des fonctions neuromusculaires chez les insectes volants. Ainsi, les scientifiques disent avoir découvert la double fonction des troisièmes muscles sclérites axillaires situés dans l’articulation de l’aile du coléoptère. « Depuis le XIXe siècle, on pensait que ce muscle servait seulement au déploiement des ailes », explique le professeur Hirota Sato dans l’article publié par la revue Current Biology. « Notre dispositif sans fil nous permet d’enregistrer les mouvements neuromusculaires naturels lors d’un vol libre et nous savons maintenant que ce muscle sert aussi à tourner », poursuit le chercheur qui a supervisé cette expérimentation. Mais l’entomologie n’est pas la seule vocation de cette étude.
Un tel système de contrôle pourrait conduire à la création d’insectes cyborgs chargés de remplir certaines missions. « Nous pourrions facilement ajouter un microphone et des capteurs thermiques pour des missions de recherche et de sauvetage. Avec cette technologie, nous pourrions explorer en toute sécurité des zones jusqu’ici inaccessibles comme les recoins et fissures d’un immeuble effondré », souligne le professeur Sato. Cette idée de contrôler les insectes de la sorte n’est d’ailleurs pas isolée.
De nombreuses expérimentations
En 2008, nous évoquions déjà le projet de cyber-scarabée financé par la Darpa, l’agence de RD de l’armée américaine. Quelques années plus tard, les mêmes chercheurs de l’université du Michigan faisaient évoluer le concept en travaillant sur la récupération d’énergie issue du mouvement des ailes. En 2012, l’université d’État de Caroline du Nord présentait une blatte télécommandée, toujours avec la finalité d’utiliser l’insecte pour des missions de sauvetage. La même année, des scientifiques du Massachusetts Institute of Technology (MIT), eux aussi financés par la Darpa, avaient développé une sonde neurale implantée sur une mite afin de pouvoir la contrôler en vol. Récemment, les chercheurs de l’université de Caroline du Nord ont utilisé un système de contrôle acoustique qui dirige automatiquement la blatte en fonction de la provenance d’une source sonore.
Si l’argument scientifique et humanitaire est systématiquement mis en avant pour justifier ce genre de manipulation du vivant, il est assez probable que des applications moins louables puissent en découler. L’idée d’utiliser ces insectes cyborgs pour des missions d’espionnage, voire, dans des cas extrêmes, pour des attaques par diffusion de poison ou de virus, a sans doute germé dans quelques états-majors….
Les associations de défense des animaux s’inquiètent de cette tendance qui a même débouché sur une application grand public à vocation pédagogique. En 2013, la puissante association PETA (People for the Ethical Treatment of Animals) avait dénoncé la commercialisation du kit RoboRoach. Présenté comme un outil éducatif, il fournit pour 99 dollars (93 euros au cours actuel) tout le nécessaire pour créer une blatte télécommandée contrôlable depuis un smartphone. Les concepteurs du projet assurent dans leur charte que l’insecte ne souffre pas et qu’il peut même être relâché sans souffrir de séquelles. Il n’empêche, sous la pression de la PETA, Apple puis Google ont finalement renoncé à proposer l’application Roboroach dans leurs magasins en ligne respectifs.
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