À en croire une récente étude expérimentale, il se pourrait qu’un jour des cafards vous sauvent la vie ! En effet, des chercheurs ont transformé ces insectes en cyborgs capables de se déployer en essaim pour des missions de sauvetage. Pour y parvenir, ils ont doté les cafards d’interfaces cerveau-machine et ont développé un algorithme pour orchestrer leur navigation.
La technologie permet désormais de confier à des robots des missions trop dangereuses ou impossibles pour les humains. Les machines trouveraient notamment une grande utilité dans la localisation de survivants après une catastrophe naturelle, ou encore dans l’exploration de zones à risque. Toutefois, la majorité des robots actuels ont des limites techniques contraignantes pour ce genre d’environnement. Ils peinent par exemple à s’aventurer sur des terrains accidentés, tels que les zones sinistrées ou les environnements souterrains encombrés. Ils peuvent avoir du mal à naviguer sans heurter des obstacles ou d’autres robots et leur performance peut être limitée s’ils ne disposent pas de systèmes adaptés à diverses conditions. De plus, ils doivent gérer efficacement leur consommation d’énergie pour maximiser leur autonomie.
En réponse à ces défis, des chercheurs de l’Université technologique de Nanyang à Singapour proposent d’utiliser des cafards équipés de contrôleurs électroniques miniatures. Ces dispositifs permettent de diriger les insectes, qui possèdent déjà naturellement la capacité d’éviter les obstacles. Dans une nouvelle étude publiée sur le serveur arXiv, les scientifiques présentent notamment leur algorithme de navigation avancé adapté au comportement en essaim. Ce projet a pour objectif d’aider lors les opérations de recherche et de sauvetage suite aux catastrophes naturelles.
Des insectes cyborgs
Pour leurs expériences, les chercheurs ont utilisé des blattes de Madagascar (Gromphadorhina portentosa), afin d’en faire des « insectes cyborgs ». Reconnus pour leur résilience dans des conditions extrêmes, ces cafards ont été équipés de dispositifs électroniques miniaturisés fixés sur leur dos. Ils permettent de contrôler à distance leurs mouvements par le biais d’un ordinateur central qui leur envoie des signaux. Les instructions sont transmises aux cafards via des électrodes placées près de leurs organes sensoriels (une sorte d’interface cerveau-machine), permettant ainsi une navigation précise dans des environnements complexes.
À noter que dans une étude antérieure, la même équipe avait présenté des dispositifs de contrôle similaires. Les insectes étaient alors équipés d’un micro-ordinateur et d’une caméra infrarouge, constituant ainsi les bases pour le dispositif actuel.
Des algorithmes de navigation avancés
Pour gérer efficacement la navigation de l’essaim, les chercheurs ont développé un algorithme qui assure un déplacement coordonné du groupe. Ce système a été mis à l’épreuve à travers une série de dix essais, garantissant ainsi la reproductibilité des résultats.
Un groupe de 20 blattes a été placé dans un champ sablonneux de 3,5 mètres carrés, conçu pour simuler un environnement complexe avec des collines et des rochers. Les essais ont montré que l’essaim pouvait être organisé hiérarchiquement avec un chef et 19 suiveurs. Le leader avait connaissance de la position objective, sachant où le groupe devait se rendre, tandis que les autres membres connaissaient uniquement les positions relatives de leurs voisins.
L’algorithme a non seulement prouvé son efficacité dans la gestion de l’essaim, mais il a également réduit la fréquence des stimulations électriques nécessaires pour contrôler les insectes. Cette amélioration augmente l’autonomie du système, augmentant ainsi les chances de réussite des potentielles missions de sauvetage.
La première partie de cette vidéo montre quelques extraits des essais réalisés (© New Scientist) :