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L’Université de Nanyang, à Singapour, a équipé de véritables cafards de sacs à dos dotés de capteurs. [L’industrie c’est fou] Louis de Briant 30 Mars 2022 "... Le professeur japonais Hirotaka Sato, son équipe de l’Université technologique de Nanyang, à Singapour, ont équipé des cafards de Madagascar d’un sac à dos de 5,5 grammes, doté de capteurs. Les sacs contiennent une puce de communication, un capteur de dioxyde de carbone, un capteur de mouvement, une caméra infrarouge et une petite batterie, décrit le magazine britannique The Economist. Grâce à cet équipement, les cafards parviennent à 87% à identifier correctement un humain enseveli sous les décombres." (...) [Image] Robotised insects may search collapsed buildings for survivors | The Economist, 26.03.2022 https://www.economist.com/science-and-technology/robotised-insects-may-search-collapsed-buildings-for-survivors/21808326 They can detect movement, body warmth and exhaled carbon dioxide ______________________________ Sur le même sujet : Un groupe de scientifiques essaie de créer des insectes cyborgs ; savoir pourquoi c'est une excellente idée, 28.03.2022
https://www.netcost-security.fr/science/85242/un-groupe-de-scientifiques-essaie-de-creer-des-insectes-cyborgs-savoir-pourquoi-cest-une-excellente-idee/
Par Alain Fraval. OPIE-Insectes. Les Épingles entomologiques - En épingle en 2020 : Février
"On confie – ou tente de le faire – la détection des explosifs à des sondes électroniques (peu discriminantes) ou à des animaux au sens olfactif très développé : les chiens sont gros et coûteux, les abeilles se fatiguent et perdent la mémoire de leur apprentissage trop rapidement. D’où une nouvelle tentative.
À l’université de Washington (États-Unis), financés par l’US Office of Naval Research, Barnidharan Raman et ses collaborateurs ont équipé des larves de 5e stade du criquet Schistocerca americana (Orth. Acrididé) d’une électrode placée contre le lobe antennaire du cerveau de l’insecte, préalablement mis à jour par une petite incision. En examinant les antennogrammes des individus recevant des vapeurs de différentes substances (TNT et DNT) explosives et tranquilles (benzaldéhyde, air chaud), ils ont pu mettre en évidence que le criquet les distingue.
Étape suivante : le criquet est instrumenté et les signaux issus de ses neurones sont transmis par radio via un ampli et un émetteur embarqués. Ça marche, jusqu’à l’épuisement du renifleur, qui meurt et finit, débranché, dans la poubelle. Plusieurs expériences sont menées, où le criquet est installé sur un petit chariot télécommandé, promené dans entre deux odeurs ou le long d’un gradient. La discrimination est bonne (à 60%). Il est vérifié aussi que 7 criquets préparés font mieux qu’un seul (80 % de précision).
Ce biorobot reste un démonstrateur de la capacité des entomologistes à « pirater » les facultés de détection et de reconnaissance de l’insecte.
S. americana rejoint donc l’ordre des Zombiptères, né et suivi dans ces pages, regroupant divers taxons de gros insectes instrumentés pour les diriger en vol ou à la marche et leur faire recueillir du renseignement."
Article source (gratuit, en anglais)
Dernier Zombiptère épinglé ici : Un avenir noir de sauveteur (2017)
Photo : spécimen de Schistocerca americana avec son « sac à dos ». Cliché B. Raman
Par Alain Fraval. OPIE-Insectes. Les Épingles entomologiques - En épingle en 2017 : Novembre "C’est le Morio’s des pêcheurs de truites, le Ver de farine géant des éleveurs et des meuniers d’insectes (il est comestible), le king worm provende des reptiles et des oiseaux en captivité, Zophobas morio des entomologistes qui le classent dans les Coléoptères, famille des Ténébrionidés. Le voici en plus le « plus petit robot à pattes », mis au point par une équipe de biomécaniciens de l’université Nanyang à Singapour.
C’est le dernier né (sur Internet) des Zombiptères, ordre nouveau d’insectes (créé dans cette série d’Épingles) réduits en esclavage par des expérimentateurs au moyen d’un appareillage électronique qui leur est greffé. Par rapport à ses prédécesseurs, il est plus petit (2,5 cm de long) et, selon ses créateurs, plus agile.
Pour l’équiper, rien de plus simple : l’anesthésier, lui percer le pronotum avec une épingle, lui couper les antennes, planter dans le trou et les moignons 3 fils conducteurs, les fixer avec une goutte de cire. Relier celui du thorax à la masse, les 2 autres aux sorties d’un micro-contrôleur appliquant un courant de fréquence entre 1 et 50 Hz. Celui-ci, alimenté par une pile miniature, reçoit ses ordres via un signal infrarouge de l’ordinateur posé sur la paillasse.
Pour vérifier la bonne marche de cet engin entomologique, le placer sur une boule de commande qui enregistre son chemin (il croit qu’il chemine).
En excitant les antennes du coléo appareillé, on lui fait croire qu’il touche un obstacle et il vire à gauche ou à droite, au gré de son maître. En allant parfois dans l’autre direction.
Pour les auteurs, c’est un pas important vers l’emploi de bandes de « robots hybrides » à la détection des victimes d’un effondrement, par la voie des plus petits interstices."
Article source : DOI: 10.1089/soro.2017.0038
Vidéo très courte
Photo. Cliché Kelvin Chng.
Vers de farine géants en vente à l’OPIE (ce n'est pas pour les martyriser).
Précédent Zombiptère : Libellule optogénétiquement modifiée. Épingle de 2017, ci-dessous.
Par Alain Fraval. OPIE-Insectes. « Les Épingles parues dans le n° 178 d'Insectes »
« À l’université de Californie à Berkeley, on travaille à améliorer les robots insectoïdes. C’est l’Armée états-unienne qui finance, en partie, espérant disposer un jour de petits engins discrets capables de se faufiler partout pour glaner des renseignements. On travaille en parallèle à l’augmentation des performances des insectes appareillés – nos Zombiptères. Les robots en métal et silicium à 6 « pattes » (des lames rotatives) pourraient être fabriqués en série en grands nombres et ont notamment l’avantage d’être insensibles au froid et aux insecticides.
Pour améliorer la faufilabilité des petits hexapodes artificiels, la première piste explorée fut celle de l’augmentation des performances des capteurs (optiques et de contact) et des logiciels associés. » « Mais nos chercheurs californiens viennent de faire une percée peut-être décisive. En observant (par le truchement d’une caméra à haute fréquence de prise de vues) comment des blattes en chair et en os se débrouillent dans la jungle d’une pelouse, réduite à un modèle constitué d’une plaque hérissée de bâtonnets. C’est Blaberus discoidalis (Blatt. Blabéridé), une grosse blatte sud-américaine très stable (voir l’Épingle « Renversant » de 2002), qui s’est prêté à l’exercice. Le cafard avance en roulant sur le côté, attaquant les obstacles par les bords latéraux de son pronotum et éventuellement de ses élytres. » « Les blattes ont alors reçu des carrosseries de 3 formes : cône ovale, soucoupe renversée ronde, parallélépipède aux coins arrondis (le boîtier classique des engins mécaniques). Les robots hexapodes ont été traités pareillement. Dans les deux cas, la forme la plus ronde est la plus avantageuse. » « Affubler les petits robots d’un couvercle en forme de soucoupe ronde renversée fait bien mieux pour leur faufilabilité - que les méta-entomologistes de Berkeley appellent « terradynamique » - que des capteurs et des logiciels plus pointus et bien plus coûteux. » Article source en ligne (gratis) : Chen Li et al., 2015. Bioinspiration & Biomimetics, 10(4).
À (re)lire, outre « Renversant », la dernière Épingle zombiptérologique « On lui casse du sucre sur le dos ».
[L'étude] Terradynamically streamlined shapes in animals and robots enhance traversability through densely cluttered terrain - Bioinspiration & Biomimetics, 22.06.2015 http://iopscience.iop.org/1748-3190/10/4/046003
Par Alain Fraval. OPIE-Insectes. « Les Épingles entomologiques - En épingle en 2015 : Mars »
« On travaille sur les insectes asservis par un dispositif électronique embarqué (nos Zombiptères) depuis plusieurs années, à l’initiative de l’Armée états-unienne, et les annonces se succèdent, de succès plus ou moins éphémères. Chaque étape repérée fait l’objet d’une Épingle, établie sur la foi des communiqués de presse (mot-clé Zombiptère) et rédigée généralement d’un ton un peu sarcastique. On a ainsi accueilli depuis 2006 chez cet ordre douteux le Sphinx du tabac, la Cétoine verte du pêcher, la Blatte souffleuse de Madagascar, la Blatte américaine et la sud-américaine Blaberus discoidalis. »
« Avec l’aimable participation des 2 cafards susmentionnés et sous la houlette de Hong Liang (Texas A&M University, États-Unis), une équipe d’« ingénieurs » vient de mettre au point un nouveau mode de pilotage. L’équipement reste classique : l’insecte porte l’électronique de télécommande et de génération du signal (1,5 g) et la pile (1,5 g en plus) sur son dos. Abandonné le branchement des électrodes sur les cerques ou les antennes : la blatte s’y habitue très vite et n’obéit plus. La « greffe » se fait au niveau du ganglion du prothorax – qui commande les pattes antérieures. »
« Les épreuves se déroulent sous l’œil d’une caméra et les participants bénéficient de périodes de repos. Le cafard est lâché, il cavale, l’opérateur appuie sur le bouton « à gauche ». Une impulsion de 2 V au plus, 1 à 20 KHz, est envoyée dans le ganglion droit. Les 3 pattes de ce côté sont désynchronisées et la bête oblique à gauche. Ceci dans 60% des cas (70% si le cafard est attaché). »
« Il y a donc encore du boulot. Et puis, cet insecte augmenté ne sera d’une quelconque utilité (recherche dans les ruines ou les endroits inexplorables de bâtiments ou d’installations, espionnage…) que s’il renseigne sur sa position de façon à ce qu’on puisse le piloter autrement qu’à vue. Soit au moins une boussole, un gyroscope, un GPS. »
Article source (gratuit, en anglais)
Image d’un individu de Blaberus discoidalis équipé
[Lien] Locomotion control of hybrid cockroach robots | Journal of The Royal Society Interface, 04.03.2015 http://rsif.royalsocietypublishing.org/content/12/105/20141363
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Par Alain Fraval. OPIE-Insectes. Les Épingles entomologiques - En épingle en 2020 : Mars "Le polystyrène est une matière plastique très employée dans l’emballage, le maquettisme, l’isolation, etc. Sa durée de vie estimée dans la nature est de 500 à 1 000 ans. C’est un polluant parfaitement durable, à moins qu’il ne soit recyclé, ce qui arrive pour une très petite quantité, ou finisse sous la mandibule d’un ver de farine, comma constaté au laboratoire jusque-là.
On savait depuis 2015 la larve du Ténébrion meunier Tenebrio molitor (Col. Ténébrionidé, alias ver de farine), ravageur des denrées cosmopolite, capable de manger du polyéthylène et de le minéraliser avec l’aide de bactéries de son tube digestif. La même équipe chinoise, travaillant à Pékin, a repris cette étude avec un insecte 4 fois plus gros, Zophobas atratus (même famille).
Sa larve âgée, longue de 4 à 6 cm, mange 0,58 mg de ce plastique par jour, soit 4 fois plus que le Ténébrion meunier. Elle peut s’alimenter uniquement de polystyrène expansé pendant 28 jours. L’analyse de ses crottes, par chromatographie et spectroscopie, y a mis en évidence des polymères de poids moléculaire plus faible.
Par respirométrie sur des larves nourries et des larves jeûnant, toutes deux sous atmosphère sans gaz carbonique, l’équipe a évalué à 37 % la part du carbone du polystyrène ingéré transformé en CO2.
D’après une autre étude (ici) les vers de farine n’accumulent pas l’hexabromocyclododecane (HBCD), retardateur de flamme souvent associé au polystyrène et dangereux perturbateur endocrinien.
Les chercheurs espèrent trouver dans le microbiote digestif des vers de farine une ou plusieurs bactéries utilisables pour dégrader ce plastique."
D’après « Beetle Larvae Can Survive on Polystyrene Alone », par Nayanah Siva. Lu le 11 mars 2020 à www.the-scientist.com/
Infographie : larves de Zophrobas atratus sur mousse de polyéthylène. Des auteurs de l’article source À (re)lire Fausse Teigne vrai plastivore ci-dessous. NDLR : Zophobas morio est élevé en verminerie pour servir de pitance aux reptiles de terrarium – sous les noms de Grand Ténébrion noir ou de Ver de farine géant - et servir d’appât aux pêcheurs à la ligne. - il s’appelle alors morio’s. Il fut la vedette en tant que Zombiptère de l’Épingle de 2017 Un avenir noir de sauveteur.
Par Alain Fraval. OPIE-Insectes. Les Épingles entomologiques - En épingle en 2018 : Octobre
"Zombiptère désigne un ordre d’insectes (de malheureux insectes) manipulés par l’Homme au moyen de dispositifs électroniques embarqués. On le connaît notamment au travers des Épingles, qui en relayent les dernières évolutions notables, depuis la création du nom.
Les participants à la dernière CCN (Conference on Cognitive Computational Neuroscience) organisée à Philadelphie (États-Unis) en septembre 2018 ont pris connaissance du travail des états-uniens Abhishek Dutta (prof.) et Evan Faulkner (assistant) réalisé à l’université de Connecticut.
Coller un sac à dos bourré d’électronique sur le thorax d’un insecte n’est pas original ; le principe est d’envoyer à distance des impulsions dans le corps du porteur pour le diriger.
Ici ce sont les lobes antennaires d’une Blatte souffleuse de Madagascar (Gromphadorhina portentosa, Blatt. Blabéridé) qui sont excités par une impulsion électrique, une toute petite châtaigne. La blatte tourne à gauche quand on excite le lobe droit et réciproquement.Probablement se figure-t-elle qu'elle s'est cognée dans quelque chose.
Leur innovation consiste en l’ajout d’une plateforme inertielle à 9 axes, d'un capteur de température et de circuits de rétroaction. Connaissant en temps réel, par une liaison Bluetooth, l’assiette, la direction, la réaction des muscles, il leur est possible de contrôler, depuis un smartphone, bien plus finement le parcours de leur blatte. Très miniaturisé, l’équipement informatique ne dépasse pas le gabarit de l’insecte ni sa capacité d’emport.
Ils promettent, comme tous les chercheurs zombiptérologues (alias insectbotisticiens), un avenir brillant à leur chimère, en sécurité civile (recherches dans les décombres) comme dans l’armée (espionnage). Il reste toutefois une grande marge de progrès avant que ces insectes augmentés mais esclavagisés quittent la paillasse. Notamment, si la réaction au premier petit coup de jus est nette, l’effet s’atténue ensuite.
Les communications faites à la CCN 2018 seront publiées bientôt."
Photo : Blatte souffleuse de Madagascar instrumentée. Cliché Dutta Lab/Uconn
Par Alain Fraval. OPIE-Insectes. Les Épingles entomologiques - En épingle en 2016 : Mars "Les Zombiptères fascinent ou révulsent. Une nouvelle espèce vient de naître que je décris ci-dessous après avoir indiqué aux nouveaux lecteurs la caractéristique principale de cet ordre, objet de recherches intensives : les individus sont pour une part un insecte, pour l’autre un assemblage de pièces électroniques et de fils. Le Zombiptère est une bête (bien ?) vivante asservie à un ingénieur qui la fait marcher (au sens propre) selon son gré, la dirigeant en général par l’intermédiaire du boîtier électronique soudé sur son dos à l’état nymphal ou imaginal.
Dans le cas des espèces précédemment épinglées dans cette rubrique, les fils susdits transmettent des impulsions aux muscles du thorax ou au système nerveux central. Les performances sont limitées.
La percée technologique tout juste publiée par une équipe de l’université de technologie Nanyang (Singapour) est l’insertion des électrodes dans des muscles des pattes. Le cobaye est une grosse cétoine Mecynorhina torquata (Col. Scarabéidé). Seules les pattes avant sont branchées, dans un premier temps. Avec 8 électrodes reliées à un ordinateur restant sur la paillasse par 8 fils fins, on obtient des mouvements réalistes et modulables desdites pattes. D’après les simulations informatiques, on pourra ainsi gouverner finement la marche d’un Zombiptère en modifiant la longueur de ses pas, leur fréquence et le faire passer de la marche tripode habituelle au galop. Quelles perspectives ? Des micro-engins de reconnaissance plus agiles que les microrobots mécaniques." Article source (gratuit, en anglais)
À lire : Des insectes artificiels, par Alain Fraval. Insectes n° 180 (2016-1).
L’OPIE vend cette cétoine pour 45 € les 6 larves âgées. Ce n’est pas pour jouer au petit ingénieur (spécialité prosthetics engineering) ni pour clouer ou visser des trucs dessus.
[Image] A beetle with 16 stimulation electrodes (two electrodes per muscle) implanted into the eight muscles (controlling protraction, retraction, levation and depression motions in both front legs). Channels 1–8 generated stimulation signals in a predefined sequence for the walking control of the beetle. via Insect–computer hybrid legged robot with user-adjustable speed, step length and walking gait | Journal of The Royal Society Interface, 30.03.2016 http://rsif.royalsocietypublishing.org/content/13/116/20160060
Par Alain Fraval. OPIE-Insectes. « Les Épingles entomologiques - En épingle en 2015 : Mars »
« On sait depuis longtemps que l’aile des insectes n’est pas reliée directement au tegument du thorax. Des petites pièces, dites sclérites axillaires, s’articulent entre la base des nervures et la plaque humérale : 1 sclérite axillaire chez les Paléoptères, plusieurs chez les Néoptères qui sont capables de replier leurs ailes au-dessus de l’abdomen. On croyait le 3e sclérite (Ax3) et le muscle qui y est relié dédiés au pliage de l’aile postérieure (membraneuse) chez les Coléoptères. »
« Michel Maharbiz, à la tête d’une équipe répartie entre la Californie et Singapour, vient de mettre en évidence son rôle déterminant dans le vol : il permet les virages. »
« Pour ce faire, il a fallu un peu de matériel. D’abord un très gros insecte costaud, Mecynorrhina torquata (Col. Cétoniiné), et coopératif (il aime s’envoler). Puis une goutte de colle pour lui fixer sur le pronotum un circuit électronique avec radiorécepteur, batterie et 6 électrodes à brancher sur le système nerveux et les muscles alaires. L’action se passe, surveillée par 8 caméras, dans une pièce. »
« Pique-t-on les électrodes postérieures précisément dans les muscles Ax3, on se retrouve capable de commander des virages à gauche et à droite au Zombiptère « libre » (non relié par un fil). Ce qui n’était pas du tout le cas dans les essais précédents, alors qu’on savait déclencher le décollage et l’atterrissage. »
« Une première remarquable et un grand succès du partenariat entre ingénieurs et scientifiques, a dit en substance M. Maharbiz. »
D’après « Cyborg beetle research allows free-flight study of insects », lu le 16 mars 2015 à //phys.org/news/
Photo de la cétoine asservie en vol
[L'étude] Deciphering the Role of a Coleopteran Steering Muscle via Free Flight Stimulation: Current Biology
http://www.cell.com/current-biology/abstract/S0960-9822(15)00083-4
Par Alain Fraval. OPIE-Insectes - Les Épingles entomologiques. « Qui explorera la zone jusque dans les coins, se faufilera partout, s’insinuera dans les moindres trous, bravant la puanteur, la poussière, la radioactivité..., communiquera tout au long de la mission avec le réseau social de ses collègues grâce au matériel chargé dans son sac à dos et livrera au patron de l’opération, bien installé dans son bureau, une carte précise et vivante des polluants et des contaminants ? Si vous pensez à des immigrés zombifiés et payés des miettes originaires d’Amérique du Sud, d’Afrique ou surtout de Madagascar, c’est correct. »
« Le problème est comment alimenter les instruments électroniques (chimiocapteurs, neuroeffecteurs, récepteur-émetteur, etc.) en électricité sans écraser le patrouilleur sous le poids de batteries. La solution, radicalement nouvelle d’après les chercheurs japonais qui viennent d’en publier les grandes lignes, est d’aménager le sac à dos en pile à combustible liquide. Grâce à une membrane et à des enzymes, le tréhalose (sucre) du porteur se transforme en glucose (autre sucre) qui va se faire oxyder sur l’anode avec production d’oxygène et d’une cinquantaine de microwatts. »
« Le tout ne mesure pas plus de 20 x 15 mm, ce qui reste agréable. La fabrication est confiée à une imprimante 3D et la circulation de l’hémolymphe aux mouvements de l’abdomen et du vaisseau dorsal de l’individu, par exemple un spécimen de Gromphadorhina portentosa (Blatt. Blattéridé), Blatte souffleuse de Madagascar, Zombiptère costaud. »
D’après notamment : « The self-powered cyborg COCKROACHES set to clean up our cities », par Mark Prigg. Lu le 3 février 2014 à www.dailymail.co.uk/sciencetech/
Vue (d’artiste) de la pile en place et schéma de son fonctionnement ici (en anglais).
NDLR 1 : on a obtenu la même puissance avec le même dispositif avec la sud-américaine Blaberus discoidalis – Épingle « Jus de blatte » de 2012.
NDLR 2 : un procédé concurrent fonctionne depuis 2009 – Épingle « Du jus dans les 6 pattes ».
NDLR 3 : la définition de l’ordre des Zombiptères est rappelée dans « Les insectes s’améliorent ».
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La blatte de Madagascar Gromphadorhina portentosa est l'une des plus grandes espèces de blattes (Wikipédia)
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Sur le même thème :
https://www.scoop.it/topic/entomonews/?&tag=Zombipt%C3%A8res