Des insectes cyborgs équipés pour missions de sauvetage et exploration

Des insectes vivants combinés à des dispositifs électroniques miniaturisés, tels que des électrodes, des capteurs et des unités de contrôle, permettent désormais de diriger leurs mouvements à distance tout en conservant leur capacité naturelle à se déplacer.

Cette intégration vise à exploiter l’agilité des insectes dans des environnements étroits et accidentés, pour accomplir des missions complexes que les robots classiques peinent à réaliser, notamment dans la recherche et le sauvetage, l’inspection des infrastructures ou l’exploration de zones dangereuses. Les recherches continuent pour étendre leurs applications futures.

Une avancée majeure a été réalisée par des scientifiques japonais qui ont équipé des blattes cyborgs de modules électroniques ultra-compacts, appelés « sacs à dos », comprenant des cellules solaires et des composants de contrôle, permettant de piloter leurs déplacements à distance.

Kenjiro Fukuda et son équipe du laboratoire des dispositifs flexibles de l’institut RIKEN ont conçu une unité électronique très légère reposant sur des cellules solaires flexibles de seulement 4 microns d’épaisseur, associée à une petite batterie rechargeable. Cette unité fournit l’énergie nécessaire au fonctionnement des systèmes de contrôle et à la transmission des signaux, tout en étant fixée sur le dos de la blatte sans entraver ses déplacements ni diminuer son efficacité.

Ce développement s’appuie sur des travaux antérieurs menés à l’université technologique de Nanyang à Singapour, qui avaient pour objectif de créer des insectes cyborgs capables d’accéder efficacement à des environnements dangereux ou confinés, surpassant les capacités des petits robots.

Fukuda a souligné que l’un des principaux atouts des blattes cyborgs réside dans leur utilisation de leurs muscles naturels pour se mouvoir, ce qui limite la consommation d’énergie aux seuls systèmes de contrôle. Contrairement aux robots miniatures dont les batteries se déchargent rapidement, ces insectes modifiés bénéficient d’une autonomie prolongée pour mener à bien des missions d’exploration et de sauvetage.

Composants et fonctionnement

Les blattes cyborgs combinent le corps vivant de l’insecte avec des composants électroniques miniaturisés qui permettent de diriger et contrôler leurs mouvements à distance, tout en conservant leur aptitude naturelle à se déplacer.

Blatte hissing de Madagascar

Cette espèce est la plus utilisée dans les recherches sur les blattes cyborgs en raison de ses caractéristiques biologiques qui facilitent l’intégration des systèmes électroniques avec l’organisme vivant, en faisant un modèle privilégié pour les scientifiques.

Elle se distingue par une taille relativement grande, allant de 7 à 10 centimètres, offrant une surface suffisante pour installer les composants électroniques et les capteurs, ainsi qu’une structure robuste capable de supporter ces équipements et d’évoluer dans des environnements difficiles.

De plus, l’absence d’ailes facilite la fixation du module de contrôle électronique, ou « sac à dos », sans gêner les mouvements naturels ni affecter la performance lors des missions.

Cette blatte peut vivre jusqu’à cinq ans et possède la capacité de se redresser rapidement si elle se retrouve sur le dos, ce qui augmente sa fiabilité et la rend adaptée aux opérations de longue durée, telles que les missions de recherche et d’exploration dans des zones inaccessibles aux robots classiques.

Progrès technologiques

Les recherches sur les blattes cyborgs ont connu un progrès notable avec la création d’une combinaison de plongée miniature développée par une équipe dirigée par le professeur Hirotaka Sato. Cette combinaison permet à l’insecte d’évoluer dans des milieux immergés ou à faible teneur en oxygène.

Fabriquée par impression 3D, cette combinaison repose sur un système chimique générant de l’oxygène : du peroxyde d’hydrogène est injecté pour réagir avec du dioxyde de manganèse, produisant ainsi de l’oxygène dirigé vers les orifices respiratoires de l’insecte, lui permettant de respirer sous l’eau.

Grâce à cette innovation, les blattes cyborgs peuvent rester actives sous l’eau ou dans des environnements pauvres en oxygène jusqu’à trois heures, à des profondeurs proches de 50 centimètres, élargissant ainsi leur champ d’utilisation dans des zones difficiles d’accès.

Applications et perspectives

Les recherches visent à exploiter les blattes cyborgs pour une large gamme de missions, tirant parti de leur capacité à se déplacer dans des espaces confinés et à transporter de petits capteurs.

Dans les opérations de recherche et de sauvetage, elles peuvent être déployées sur des sites sinistrés, tels que des bâtiments effondrés après un séisme ou des zones touchées par des inondations, pour se faufiler entre les décombres et les fissures étroites. Équipées de caméras infrarouges et de capteurs, elles aident à localiser des survivants et à collecter des données dans des endroits inaccessibles aux équipes de secours ou aux robots traditionnels.

Ces insectes pourraient également jouer un rôle crucial dans l’inspection des infrastructures, en explorant des tuyaux, des tunnels et des espaces restreints pour détecter des corrosions ou des fuites, ce qui faciliterait les opérations de maintenance tout en réduisant les risques.

À plus long terme, les chercheurs envisagent d’utiliser cette technologie pour l’exploration spatiale, en développant des blattes cyborgs capables de transporter de petits capteurs afin d’examiner des terrains accidentés sur des planètes comme Mars, et de recueillir des informations dans des zones inaccessibles aux véhicules robotiques classiques.