Les cyborgs insectes peuvent ressembler à de la science-fiction, mais il s’agit d’un phénomène relativement nouveau basé sur l’utilisation de stimuli électriques pour contrôler le mouvement des insectes. Ces robots informatiques insectes hybrides, comme on les appelle scientifiquement, annoncent l’avenir des petits appareils très mobiles et efficaces.
Malgré des progrès significatifs, les progrès ultérieurs sont toutefois compliqués par les grandes différences entre les systèmes nerveux et musculaire des différents insectes.
Dans une étude récente publiée dans la revue eLifeun groupe de recherche international a étudié la relation entre la stimulation électrique des muscles des pattes des phasmes et le couple qui en résulte (la force de torsion qui fait bouger la patte).
Ils se sont concentrés sur trois muscles des jambes qui jouent un rôle essentiel dans le mouvement des insectes : un pour la propulsion, un pour la raideur articulaire et un pour la transition entre la position debout et le balancement de la jambe. Les expériences impliquaient que les chercheurs maintiennent le corps des phasmes fixés et stimulent électriquement l’un des trois muscles des pattes pour produire des mouvements semblables à ceux de la marche.
La recherche a été dirigée par Dai Owaki, professeur agrégé au département de robotique de la Graduate School of Engineering de l’université de Tohoku. Des expériences ont été menées à l’Université de Bielefeld, en Allemagne, dans un laboratoire dirigé par les professeurs Volker Dürr et Josef Schmitz.
« Sur la base de nos mesures, nous avons pu générer un modèle prédisant le couple créé lorsque différents modèles de stimulation électrique étaient appliqués à un muscle de la jambe », souligne Owaki. « Nous avons également identifié une relation presque linéaire entre la durée de la stimulation électrique et le couple généré, ce qui signifie que nous pourrions prédire la force de torsion que nous générerions en regardant simplement la longueur de l’impulsion électrique appliquée. »
En utilisant seulement quelques mesures, Owaki et ses collaborateurs ont pu appliquer cela à chaque insecte. Grâce à ces découvertes, les scientifiques pourront affiner le contrôle moteur des robots biohybrides réglés, rendant ainsi leurs mouvements plus précis.
Même si l’équipe sait que ses connaissances pourraient conduire à des appareils adaptables et hautement mobiles dotés de diverses applications, elle évoque néanmoins certains défis clés qui doivent être relevés. « Tout d’abord, des tests sur modèles doivent être mis en œuvre chez des insectes en liberté, et les stimuli électriques doivent être affinés pour imiter plus fidèlement les signaux neuromusculaires naturels », ajoute Owaki.
