Comment les insectes volants peuvent-ils distinguer le haut du bas?
Les insectes volants peuvent déterminer la direction de la gravité, même s'ils ne disposent pas d'accéléromètres. Une équipe a développé une théorie qui pourrait expliquer ce phénomène.
Régulièrement, les chercheurs s'inspirent de la nature pour résoudre certains problèmes. Les bioniciens - un mot inventé à partir de la biologie et de la technologie - ont déjà reproduit des systèmes de repérage comme celui des dauphins ou copié les barbillons de la bardane pour développer le velcro. Léonard de Vinci s'était déjà inspiré des oiseaux pour ses machines volantes. Mais pourquoi l'inverse ne fonctionnerait-il pas ? Les solutions techniques peuvent-elles permettre de mieux comprendre les phénomènes biologiques non résolus ?
Une équipe de l'Université de technologie de Delft, du Centre national de la recherche scientifique (CNRS) français et de l'Université d'Aix-Marseille vient de montrer que les drones peuvent estimer la direction de la gravité en utilisant des capteurs qui détectent optiquement les mouvements autour d'eux et les combinent avec une modélisation de leur propre mouvement, c'est-à-dire une prédiction de la façon dont ils vont se déplacer. Ces résultats, publiés par les chercheurs dans la revue "Nature", constituent une étape importante vers le développement de minuscules drones autonomes. De plus, cela pourrait expliquer la manière dont les insectes volants distinguent le haut du bas. Cela montre comment la synergie entre la robotique et la biologie peut conduire à des avancées technologiques et à de nouvelles approches de recherche biologique.
Alors que les drones utilisent généralement des accéléromètres pour estimer la direction de la gravité, la façon dont les insectes volants le font était jusqu'à présent un mystère, car ils n'ont pas de sens spécifique de l'accélération. Les scientifiques ont donc étudié le flux optique, c'est-à-dire la manière dont un individu perçoit les mouvements par rapport à son environnement. Il s'agit de l'impression visuelle qui passe par notre rétine lorsque nous nous déplaçons. Par exemple, si nous sommes assis dans un train, les arbres à côté des voies défilent plus vite que les montagnes plus lointaines. Cependant, le flux optique seul ne suffit pas à un insecte pour détecter la direction de la gravité. L'équipe de chercheurs a alors découvert que la combinaison du flux optique et d'une prédiction du mouvement permettait bien de développer un sens de la gravité.
Les expériences menées par les chercheurs sur des robots volants montrent que ce principe conduit à un contrôle d'attitude stable mais légèrement oscillant. Selon les scientifiques, les oscillations rappellent effectivement fortement le vol des insectes. Il pourrait toutefois s'avérer difficile de vérifier cette hypothèse, car elle concerne des processus cérébraux difficiles à surveiller pendant le vol d'un animal. "Bien que cette hypothèse puisse expliquer théoriquement comment les insectes volants déterminent la gravité, nous avons encore besoin de la confirmation par l'expérience biologique qu'ils utilisent effectivement ce mécanisme", ont déclaré les chercheurs, selon un communiqué des instituts impliqués.
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Originalartikel auf Spektrum.deTitelbild: Shutterstock
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