Des sauterelles cyborgs pour détecter les dangers ?

L’odeur alléchante d’un cookie fraîchement cuit déclenche immédiatement une réponse motrice pour rechercher la source de cette odeur. Souvent, le cookie peut être facilement trouvé.

Cet événement quotidien que nous réalisons sans y penser est une prouesse incroyable qui combine notre capacité supérieure à sentir le cookie et notre compétence de calcul pour déterminer la direction à prendre vers le cookie.

Les robots possédant des capacités similaires restent à développer, car les principes biologiques de base nécessaires pour accomplir cette tâche ne sont pas encore totalement compris.

Étudier les sauterelles pour comprendre les principes biologiques

La capacité d’étudier les réponses neuronales chez les insectes en comportement est essentielle pour comprendre les solutions robustes que les systèmes biologiques ont développées pour plusieurs problèmes d’ingénierie.

Les chercheurs de la McKelvey School of Engineering de l’Université de Washington à St. Louis (WUSTL) cherchent depuis longtemps à comprendre les sauterelles et leur puissance de détection, de calcul et de capacités locomotrices.

Barani Raman, professeur de génie biomédical à la McKelvey School of Engineering, dirige une équipe multidisciplinaire pour étudier comment le cerveau de la sauterelle transforme les entrées sensorielles en comportement avec une subvention de quatre ans de 4,3 millions de dollars du programme « Integrative Strategies for Understanding Neural and Cognitive Systems » de la National Science Foundation.

Vers la création d’un centre de recherche en cyborg et biorobotique

En 2024, l’équipe prévoit de lancer le premier centre de recherche en cyborg et biorobotique (CyBoR) pour mener officiellement la recherche.

L’équipe veut étudier la réponse neuronale dans le cerveau des sauterelles en faisant suivre à ces dernières une odeur spécifique sur un tapis de course spécialement construit tout en marchant sur une boule de mousse et en volant dans un tunnel à vent.

En étudiant leurs mouvements et l’activité neuronale dans le cerveau en réponse à ces odeurs, l’équipe peut traiter l’information à l’aide d’une puce microélectronique pour développer un «cyborg», ou robot mobile ou drone, qui peut imiter les comportements des sauterelles. Ils visent également à augmenter la capacité des sauterelles à détecter certaines odeurs par rapport à d’autres.

En synthèse

La recherche sur les sauterelles et leur capacité à détecter et à suivre les odeurs pourrait ouvrir la voie à de nouvelles avancées en robotique. En comprenant comment ces insectes transforment les entrées sensorielles en comportements, les chercheurs espèrent pouvoir développer des robots qui peuvent imiter ces comportements.

Cette recherche pourrait avoir des applications potentielles dans divers domaines, tels que la détection de gaz laissé allumé dans la cuisine ou comme le canari proverbial dans la mine de charbon pour tester les espaces pour les produits chimiques dangereux.

Pour une meilleure compréhension

Qu’est-ce que le projet de recherche sur les sauterelles ?

C’est une étude menée par l’Université de Washington à St. Louis pour comprendre comment le cerveau des sauterelles transforme les entrées sensorielles en comportement. L’objectif est d’appliquer ces connaissances à la robotique.

Qu’est-ce que le CyBoR ?

Le CyBoR (Centre for Cyborg and Biorobotics Research) est un centre de recherche prévu pour 2024, qui se concentrera sur l’étude des sauterelles et le développement de robots inspirés de leur comportement.

Quelle est l’importance de cette recherche ?

Cette recherche pourrait conduire à des avancées significatives en robotique, en permettant le développement de robots capables de détecter et de suivre des odeurs, comme les sauterelles.

Quels sont les défis de cette recherche ?

Un des principaux défis est la stabilité des enregistrements neuronaux et des interfaces de stimulation sur une longue période. De plus, l’équipe doit travailler à réduire le poids du «sac à dos» contenant les capteurs qui enregistrent l’activité cérébrale des sauterelles.

Quelles sont les applications potentielles de cette recherche ?

Les applications potentielles sont nombreuses, allant de la détection de gaz laissé allumé dans la cuisine à la vérification de la présence de produits chimiques dangereux dans certaines zones.

Auparavant, l’équipe de recherche avait mis au point un « sac à dos » miniature contenant des capteurs qui enregistraient l’activité cérébrale des criquets lorsqu’ils étaient exposés aux odeurs. Cependant, le sac à dos existant est trop lourd pour que les criquets puissent le porter en vol, c’est pourquoi l’équipe s’efforcera de réduire son poids.

Source : McKelvey School of Engineering, Université de Washington à St. Louis