Un robot pour suivre et filmer le vol des insectes

Etudier le déplacement des insectes

Les insectes volants ont développé des stratégies efficaces pour naviguer dans les environnements naturels. Ils peuvent par exemple localiser des sources d’odeur éloignées par une succession de mouvements spécifiques, composée de montées au vent et de virages en zigzag, un comportement encore mal compris. Le vol lui-même, à l’échelle de l’insecte, ne s’explique pas par les lois aérodynamiques conventionnelles et garde encore une part de mystère.  

L’étude expérimentale de ces stratégies est encore difficile en raison de la petite taille et de la grande vitesse de déplacement des insectes : jusqu’à présent, seules étaient possibles les études d’insectes « attachés » ou en vol stationnaire. Les chercheurs ont aujourd’hui développé un « laboratoire-sur-câbles » capable de suivre les insectes en vol libre. 

Un dispositif robotisé performant   

Les chercheurs ont utilisé pour la première fois un robot à câbles pour suivre et filmer un insecte en vol. Il contrôle la position d’un cube de 30 cm sur lequel sont fixées des caméras qui filment l’insecte et permettent d’avoir sa position 3D en temps réel. Un contrôleur repositionne le cube dans l’espace pour maintenir l’insecte à l’intérieur du cube. A l’aide de ce « laboratoire-sur-câbles », muni de caméras et d’un contrôleur qui minimise l'erreur de suivi entre la position de l'insecte et celle du robot, ils ont pu étudier le vol libre d’Agrotis ipsilon, un papillon de nuit ravageur de cultures, d’environ 2 centimètres de long. 

Ces travaux offrent la possibilité de suivre d’autres insectes comme les drosophiles ou les moustiques et permettront de mieux comprendre les stratégies d’orientation de ces insectes, en réponse, par exemple, à des stimulations olfactives ou visuelles. En effet, chez les insectes la localisation de sources d’odeur joue un rôle majeur dans l’expression des comportements sexuels et alimentaires. On ne comprend toujours pas bien comment l’insecte en vol confronté à l’intermittence de détection des molécules odorantes peut s’orienter aussi efficacement. Le robot à câbles devrait permettre à l’avenir de fixer un dispositif de stimulation olfactive à proximité de l’insecte en vol. Il deviendra alors possible de connaitre à quel moment l’insecte détecte une bouffée d’odeur et ainsi de mieux comprendre ses réponses comportementales.