Vous êtes-vous déjà demandé pourquoi certains insectes comme les cafards préfèrent rester ou diminuer leurs mouvements dans l'obscurité ? Certains vous diront peut-être que cela s'appelle la photophobie, une habitude profondément ancrée dans leurs gènes. Une autre question serait de savoir si nous pouvons corriger cette habitude des cafards, c'est-à-dire se déplacer dans l'obscurité tout comme ils se déplacent dans des arrière-plans lumineux.

Des scientifiques de l'Université d'Osaka ont peut-être répondu à cette question en convertissant un cafard en cyborg. Ils ont publié leurs recherches dans la revue Cyborg et systèmes bioniques.

Avec des millions d'années d'évolution, les animaux naturels sont dotés de capacités exceptionnelles pour survivre et prospérer dans des environnements hostiles. Ces dernières années, ces animaux ont inspiré les roboticiens à développer des machines automatiques pour récapituler une partie de ces capacités éteintes, c'est-à-dire des robots biomimétiques d'inspiration biologique.

Une alternative à cette voie consiste à construire directement des machines contrôlables sur ces animaux naturels en implantant des électrodes de stimulation dans leur cerveau ou leur système nerveux périphérique pour contrôler leur mouvement et même voir ce qu'ils voient, les soi-disant cyborgs. Parmi ces études, les insectes cyborgs attirent de plus en plus l'attention pour leur disponibilité, leurs voies neuromusculaires plus simples et leur fonctionnement plus facile pour stimuler de manière intrusive leur système nerveux périphérique ou leurs muscles.

Les cafards ont une merveilleuse capacité de locomotion, qui surpasse considérablement tous les robots biomimétiques de taille similaire. Par conséquent, les cafards cyborg équipés d'une telle locomotion agile conviennent aux missions de recherche et de sauvetage dans des environnements inconnus et non structurés auxquels les robots traditionnels peuvent difficilement accéder.

"Les cafards préfèrent rester dans les zones sombres et étroites plutôt que dans les zones lumineuses et spacieuses. De plus, ils ont tendance à être actifs dans un environnement plus chaud", a expliqué l'auteur de l'étude Keisuke Morishima, roboticien du Département de génie mécanique de l'Université d'Osaka. les comportements naturels empêcheront les cafards d'être utilisés dans des environnements inconnus et sous les décombres pour des applications de recherche et de sauvetage. Il sera difficile d'appliquer une mini caméra de diffusion en direct attachée à eux dans des zones sombres ou sans lumière à des fins de surveillance en temps réel. "

"Cette étude vise à optimiser les performances de mouvement des cafards cyborg", a déclaré Morishima. À cette fin, ils ont proposé une approche basée sur l'apprentissage automatique qui détecte automatiquement l'état de mouvement de ce cafard cyborg via des mesures IMU. Si le cafard s'arrête ou gèle dans l'obscurité ou dans un environnement plus frais, une stimulation électrique serait appliquée à son cerveau pour le faire bouger.

"Avec ce détecteur en ligne, la stimulation est minimisée pour éviter que les cafards ne se fatiguent en raison de trop nombreuses stimulations", a déclaré Mochammad Ariyanto, collègue de Morishima du Département de génie mécanique de l'Université d'Osaka.

Cette idée de limiter la stimulation électrique aux circonstances nécessaires, déterminées par des algorithmes d'IA via des mesures embarquées, est intuitivement prometteuse. "Nous n'avons pas à contrôler le cyborg comme contrôler un robot. Ils peuvent avoir une certaine autonomie, qui est la base de leur locomotion agile. Par exemple, dans un scénario de sauvetage, nous n'avons qu'à stimuler le cafard pour qu'il tourne direction lorsqu'il marche dans le mauvais sens ou qu'il bouge lorsqu'il s'arrête de façon inattendue », a déclaré Morishima.

"Équipé d'un tel système, le cyborg a réussi à augmenter son taux de recherche moyen et sa distance parcourue jusqu'à 68 % et 70 %, respectivement, tandis que le temps d'arrêt a été réduit de 78 %", ont déclaré les auteurs de l'étude. "Nous avons prouvé qu'il est possible d'appliquer une stimulation électrique sur les cerques du cafard ; cela peut surmonter son habitude innée, par exemple, augmenter le mouvement dans des environnements sombres et froids où il diminue normalement sa locomotion."

"Dans cette étude, des cerci ont été stimulés pour déclencher le mouvement de marche libre du cafard sifflant de Madagascar (MHC)."

Fourni par l'Institut de technologie de Pékin Press Co., Ltd