Si «les drones libellules portant de minuscules sacs à dos» ne disent pas «l'avenir est là», que fait-on?
Un projet appelé DragonflEye, mené par l'organisation de recherche et développement Draper en collaboration avec le Howard Hughes Medical Institute, transforme les insectes en drones hybrides. Les libellules vivantes sont équipées de sacs à dos contenant des systèmes de navigation, qui puisent directement dans leur système nerveux. Les libellules peuvent ensuite être «dirigées» pour voler dans certaines directions. Le tout est alimenté par des panneaux solaires miniatures dans les sacs à dos.
Les libellules vêtues de sacs à dos deviennent des «micro-véhicules aériens» ou de minuscules drones. Ces types de drones ont le potentiel de fonctionner là où les plus gros ne peuvent pas, volant à l'intérieur ou dans des environnements surpeuplés.
Les scientifiques ont déjà tenté de contrôler le vol des insectes, explique Joseph J. Register, ingénieur biomédical à Draper et chercheur principal du programme DragonflEye.
«Les tentatives précédentes de contrôle des insectes reposaient principalement sur l'usurpation du système nerveux périphérique ou sur le choc direct des muscles du vol pour augmenter le vol», a déclaré Register. «Nous adaptons une approche plus centralisée dans le cadre de laquelle nous prévoyons de stimuler de manière optique les nerfs« spécifiques au vol ».»
Pour ce faire, les chercheurs ont rendu les neurones de direction des libellules sensibles à la lumière en insérant des gènes similaires à ceux trouvés dans leurs yeux. Puis de minuscules structures appelées optrodes dans le sac à dos émettent des impulsions de lumière qui activent les neurones de direction. Ces neurones activent à leur tour les muscles qui exploitent les ailes des insectes. Ces optrodes sont si sensibles qu'ils ne peuvent cibler que les neurones directeurs sans perturber les neurones voisins.
Composants de sac à dos (Draper) Les chercheurs disent que les libellules sont les insectes idéaux à utiliser comme drones.
«Les libellules sont les meilleures voleuses du monde des insectes», déclare Jess Wheeler, ingénieur en biomédecine chez Draper et chercheur principal du programme DragonflEye. «En raison de la morphologie des ailes très évoluée, les libellules permettent non seulement un vol rapide, mais aussi des vols planés, en vol stationnaire et en arrière. Cela permet une plate-forme très maniable. "
Les libellules sont capables de voler des milliers de kilomètres au-dessus de la terre et de l’eau, atteignant des altitudes atteignant 6 000 mètres, explique Wheeler. Cela leur confère un avantage majeur sur les micro-véhicules aériens fabriqués par l'homme, qui ne peuvent généralement voler que quelques minutes à la fois.
Les sacs à dos affectent les libellules moins que vous ne le pensez. Le sac à dos ajoute un peu de poids et affecte légèrement le centre de gravité des insectes. Mais les changements ne suffisent pas pour affecter les comportements naturels et les mécanismes de vol des libellules, leur permettant de continuer à grignoter des moustiques comme d'habitude.
Les chercheurs disent que la plate-forme DragonflEye pourrait avoir plusieurs utilisations.
«Certaines utilisations ne sont même pas envisageables pour le moment, mais nous pouvons voir des applications allant de la surveillance de l'environnement à distance, de la recherche et du sauvetage dans des bâtiments dangereux, à la pollinisation des cultures à grande échelle», explique Wheeler.
Cette technologie d'optrode pourrait un jour être également utilisée à des fins biomédicales, en ciblant les neurones humains à des fins diagnostiques ou thérapeutiques.
Ils pourraient aussi potentiellement servir à la surveillance. Après tout, qui remarquerait un insecte bourdonnant au-dessus de sa tête?
La technologie DragonfEye pourrait être transférée à d'autres insectes, affirment les chercheurs. Les abeilles seraient un choix naturel, compte tenu de l'effondrement de leurs populations et de leur importance en tant que pollinisateurs. La technologie pourrait en théorie inciter les insectes à polliniser dans certaines zones, permettant ainsi de sauver des cultures qui seraient autrement perdues.
Pour le moment, l'équipe se concentre sur la mise au point des bases de la navigation et du contrôle. L'équipe prévoit de commencer à tester et à collecter des données dans l'année.
«Une fois que nous avons établi des ensembles de données de base sur la navigation, nous pouvons passer aux applications plus volumineuses», explique Register.
