L’idée de contrôler des essaims d’insectesinsectes ne date pas d’hier. Au XXe siècle, des recherches ont exploré l’idée d’utiliser des insectes pour des missions militaires, notamment dans le cadre de la guerre froide, où ils étaient envisagés comme des vecteurs d’espionnage ou de délivrance d’agents biologiques. Plus récemment, l’avènement des technologies robotiques et biologiques a ouvert la voie à une nouvelle ère, celle des insectes cyborgs.
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Le concept repose sur l’intégration de dispositifs électroniques directement sur de véritables insectes. Sur le dosdos de ces derniers sont fixés des capteurscapteurs électroniques comprenant des caméras optiques et infrarougesinfrarouges, une batterie miniaturisée et une antenne permettant de contrôler leurs mouvementsmouvements à distance. Ces « sacs à dos » technologiques interagissent avec le système nerveux de l’insecte, permettant de diriger ses déplacements avec une précision remarquable.
Retrouver des sinistrés après une catastrophe
Cette technologie vise principalement des missions de recherche et de sauvetage dans des zones difficilement accessibles, comme les décombres après un tremblement de terre. « Pour mener des opérations de recherche et d’inspection, de vastes zones doivent être explorées efficacement, souvent sur des terrains difficiles parsemés d’obstacles. Le concept consiste à déployer plusieurs essaims d’insectes cyborgs pour naviguer et inspecter ces régions obstruées », explique le professeur Sato.
Contrôle directionnel en vol. © Nanyang Technological University, Nature Communications
Dans ces cas de figure, les survivants sont souvent dispersés et la fenêtrefenêtre optimale pour les localiser n’est que de 72 heures. C’est pourquoi les capteurs placés sur les insectes peuvent détecter des cibles, comme des êtres humains et transmettre ces informations rapidement au système de contrôle.
Un pas en avant vers un système d’essaim fonctionnel
Hirotaka Sato, professeur à l’école d’ingénierie mécanique et aérospatiale de la Nanyang Technological University et coauteur de l’étude publiée le 6 janvier dans la revue Nature Communications, n’en est pas à son coup d’essai. En 2008, il était le premier à démontrer le contrôle d’un insecte cyborg.
Sato, son équipe et des chercheurs d’universités japonaises ont documenté dans leur récente étude des progrès significatifs dans le contrôle d’essaims d’insectes cyborgs.
Navigation d’essaims d’insectes cyborgs en terrain accidenté. © Nanyang Technological University, Nature Communications
Les résultats de cette étude montrent que le nouvel algorithme d’essaimage présente des avantages significatifs par rapport aux approches précédentes. Les recherches antérieures se concentraient sur le contrôle individuel d’un insecte ou sur des groupes utilisant des instructions complexes. Cependant, ces méthodes n’étaient pas adaptées à la coordination efficace de grands essaims.
La nouvelle approche s’appuie sur un modèle de « chef de file ». Un insecte leader est désigné par l’algorithme et informé de la destination prévue. Son sac à dos coordonne les mouvements des autres membres de l’essaim, permettant une navigation collective. Cette dynamique d’adaptation permet aux insectes de surmonter des obstacles, de libérer des membres coincés et d’éviter les blocages. Ainsi, l’essaim devient plus efficace et résilientrésilient dans des environnements complexes.
Test de contrôle à terre. Le cafard doit rejoindre plusieurs destinations les unes après les autres. © Nanyang Technological University, Nature Communications
La prochaine étape sera de mener des expériences en extérieur, notamment sur des tas de décombres que l’on trouve couramment dans les zones sinistrées, afin de vérifier si l’algorithme est efficace dans des scénarios plus complexes et plus concrets.