La mouche du vinaigre inspire l’exploration d’autres planètes
Des recherches menées à l'École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) visent à reproduire le cerveau de ces minuscules insectes pour créer des robots de nouvelle génération.
La biomimétique – ou biomimétisme – est une discipline qui s’inspire de la nature pour concevoir des idées nouvelles et proposer des solutions concrètes. De la bardane, à l’origine du Velcro, aux geckos qui ont permis de développer des colles de nouvelle génération, la liste des applications innovantes ne cesse de s’allonger. Le nombre d’organismes dont il est possible de s’inspirer, issus tant du règne animal que végétal, est presque infini. Et ce ne sont pas forcément les espèces les plus remarquables qui donnent naissance aux idées les plus ingénieuses.
La mouche du vinaigre (Drosophila melanogaster) fait partie de ces insectes que tout le monde a sans doute déjà croisé au moins une fois. Il suffit de laisser un fruit mûr à l’air libre pour la voir surgir de nulle part. C’est sans doute pour cela qu’elle a mauvaise réputation. Pourtant, ce minuscule insecte se révèle d’un grand intérêt pour la recherche scientifique, qui le considère comme un organisme modèle.
La Drosophila melanogaster possède un cycle de vie rapide – elle se reproduit très vite – et se prête aisément aux manipulations en laboratoire, des caractéristiques qui en font un sujet d’expérimentation idéal. Ce n’est d’ailleurs pas un hasard si elle est étudiée sur le plan génétique depuis plus d’un siècle. Son génome a été intégralement séquencé et son comportement n’a désormais quasiment plus de secrets pour la science.
Cet insecte fait toujours aujourd’hui l’objet de nombreuses études, au point de devenir une source d’inspiration dans le domaine de la robotique. C’est notamment le cas à l’École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL), où le professeur Pavan Ramdya et son équipeLien externe sont en train de faire des découvertes de portée internationaleLien externe.
Ils sont parvenus à concevoir un microscope capable de rendre visible en temps réel le fonctionnement des neurones de la mouche du vinaigre lorsqu’elle se déplace. La technique, extrêmement complexe, a nécessité plusieurs années de travail, mais le résultat s’avère fondamental: il permet d’associer chacun des mouvements de l’insecte à l’activité neuronale qui lui correspond. Un exploit encore impensable il y a quelques années. Mais ce n’est pas tout. Le professeur Ramdya et son équipe sont également parvenus, en collaboration avec d’autres groupes de recherche, à reconstituer l’intégralité de la cartographie neuronale du cerveau de cet insecte. Autrement dit, à comprendre comment chaque neurone est connecté aux autres.
Les résultats de ces recherches impressionnantes permettent non seulement d’approfondir considérablement les connaissances sur la mouche du vinaigre, mais ils ouvrent aussi la voie à des applications bien plus ambitieuses et concrètes, y compris dans le domaine de la robotique. Les chercheuses et chercheurs de l’EPFL s’emploient actuellement à reproduire en laboratoire une copie numérique fonctionnelle du cerveau de l’insecte. Un véritable centre de contrôle ou, si l’on préfère, un cerveau digital qui pourrait équiper des robots de nouvelle génération. Des machines pensées pour réagir de manière autonome aux stimuli extérieurs, un peu comme le fait la mouche lorsqu’elle virevolte dans nos cuisines à la recherche d’un fruit bien mûr.
Selon le professeur Ramdya, ces robots pourraient servir à explorer des zones hostiles ou dangereuses de la planète, voire être envoyés dans l’espace pour partir à la découverte d’autres planètes, au sein du système solaire ou au-delà. Un sujet plus que jamais d’actualité.
Les technologies actuelles offrent à la biomimétique des perspectives jusqu’ici inespérées, voire inimaginables, en permettant aux scientifiques d’appliquer cette discipline à des organismes aussi minuscules que la mouche du vinaigre. Une évolution qui, en l’espace de quelques siècles, aura fait passer l’humanité de l’étude du vol des oiseaux par Léonard de Vinci à l’exploration (pour l’heure encore hypothétique) de planètes lointaines par des robots autonomes, capables d’apprendre de leur environnement et de prendre des décisions de manière indépendante.
Et à l’avenir? L’équipe de l’EPFL s’attelle actuellement à reproduire les capteurs sensoriels que les drosophiles ont sur leurs pattes, et qui leur permettent d’explorer et de percevoir l’environnement dans lequel elles évoluent. Comment la mouche utilise-t-elle toutes les informations qu’elle collecte autour d’elle? Comment décide-t-elle d’effectuer tel mouvement à tel moment précis? Ce sont là quelques-unes des questions qui orientent les recherches du professeur Ramdya. Une fois ces mécanismes élucidés et les capteurs reproduits, ils pourront être directement intégrés aux robots pour en améliorer les performances.
Affaire à suivre!
Traduit de l’italien par Pauline Turuban à l’aide d’un outil de traduction automatique
En conformité avec les normes du JTI
Plus: SWI swissinfo.ch certifiée par la Journalism Trust Initiative
Vous pouvez trouver un aperçu des conversations en cours avec nos journalistes ici. Rejoignez-nous !
Si vous souhaitez entamer une conversation sur un sujet abordé dans cet article ou si vous voulez signaler des erreurs factuelles, envoyez-nous un courriel à french@swissinfo.ch.