Cafards cyborg en combinaison de plongée : des insectes pour sauver des vies
Une équipe de recherche transforme des cafards géants en cyborgs télécommandés. Grâce à une minuscule combinaison de plongée, ces robustes bio-drones pourront à l'avenir effectuer des missions de sauvetage même dans des pipelines profonds et des zones sinistrées inondées.
L'idée de modifier des insectes avec de l'électronique et de les utiliser pour l'exploration n'est pas nouvelle. Les cafards vivants peuvent être contrôlés relativement facilement par des impulsions énergétiques et ils peuvent ramper à travers des fissures et des tuyaux étroits inaccessibles aux humains ou à d'autres moyens techniques. Mais les cafards ont aussi besoin d'oxygène. Ils ne peuvent survivre ni sous l'eau ni dans une atmosphère toxique.
Des chercheurs de Singapour et du Japon développent donc une combinaison de protection étanche pour les cafards. Les chercheurs qualifient les blattes de cyborgs en raison de la combinaison d'un être vivant avec des composants électroniques. Le cyborg amphibie avec combinaison de plongée est encore au stade de prototype et de validation. Certains animaux ont déjà passé des tests pratiques.
L'idée fondamentale derrière le concept est de développer un drone vivant télécommandé qui pourrait fonctionner sur terre et sous l'eau. Les scénarios d'application possibles sont l'exploration dans les zones sinistrées ainsi que l'inspection de pipelines ou d'autres systèmes de tuyauterie étroits.
Les chercheurs ont présenté leur développement en juin dans la revue scientifique «Nature».
Une combinaison de plongée isole le cyborg de l'environnement
L'équipe utilise la blatte souffleuse de Madagascar (Gromphadorhina portentosa) comme «plateforme biologique». C'est une grande espèce de cafard qui atteint jusqu'à 88 millimètres de longueur corporelle. Elle est robuste et peut être contrôlée électroniquement avec peu d'énergie. La télécommande est assurée par un minuscule microcontrôleur que la blatte souffleuse porte sur son dos comme un sac à dos. Il convertit les commandes de contrôle numériques en stimuli électriques et les transmet à l'appareil locomoteur.
L'insecte respire par quatre ouvertures spéciales sur le corps, appelées stigmates. Ici, comme chez les plongeurs humains, de l'oxygène peut être fourni. Cela permet à l'insecte de survivre dans des environnements pauvres en oxygène.
La combinaison de plongée se compose de trois composants : une enveloppe flexible, fixée à l'abdomen du cafard, isole l'insecte des influences environnementales. Elle contient un générateur d'oxygène passif qui produit de l'oxygène par la décomposition du peroxyde d'hydrogène. Quatre tuyaux flexibles le dirigent vers les stigmates. Là, ils sont fixés avec de la cire d'abeille. Cela scelle également les ouvertures, de sorte qu'aucune eau ne puisse pénétrer.
Lors de divers tests, les cyborgs ont démontré leurs performances à distance. Ils ont dû traverser un tunnel de 170 centimètres de long, contenant à la fois des zones remplies de CO2 et des sections d'eau. Dans un étang, les cyborgs ont prouvé qu'ils pouvaient ramper sous l'eau à travers des fissures rocheuses étroites.
Ils atteignent une vitesse plus élevée que la plupart des robots purement mécaniques de taille comparable : ils peuvent parcourir une distance égale à la longueur de leur corps par seconde. Grâce à la combinaison de plongée, les cyborgs peuvent survivre et rester mobiles sous l'eau jusqu'à trois heures. Sans la combinaison, les cafards s'étoufferaient au bout de deux minutes au plus tard.
Les scientifiques affirment que les animaux n'ont pas besoin de mourir après les tests : la combinaison de protection peut être retirée et les animaux testés ont ensuite été observés pendant plusieurs jours. Selon les chercheurs, les cyborgs ont survécu aux tests et ont montré un comportement normal pendant la période d'observation. Les auteurs de l'étude ne traitent pas des questions éthiques au-delà de cela.
Musique d'avenir : autonomie au lieu de télécommande
Actuellement, les cyborgs doivent encore être surveillés de l'extérieur pour la télécommande. Il n'y a pas de caméra qui transmette des images à la personne qui les contrôle. Les tests pratiques ont donc eu lieu en contact visuel.
À l'avenir, il est prévu de ne plus télécommander les animaux, mais de les laisser travailler de manière autonome grâce à des mini-ordinateurs sur leur dos. L'équipement actuel, c'est-à-dire le contrôle électronique et la combinaison de protection, pèse 6,2 grammes. Avec une charge utile de 15 grammes, les blattes peuvent transporter 8,8 grammes de charge utile supplémentaire. Une «détection humaine embarquée», c'est-à-dire des capteurs qui réagissent à la chaleur et aux sons, pourrait déterminer la direction de marche du cyborg. D'autres projets de recherche se penchent actuellement sur de tels capteurs pour le transporteur de cafards.
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