 Your new post is loading...
Your new post is loading...
Pour étudier un insecte en vol sans le perturber, des chercheurs ont conçu un « laboratoire sur câbles », qui se déplace avec lui. Par Rémi Pannequin et Dominique Martinez, 01.09.2020 "Qui observe le vol des libellules, essaye d’attraper une mouche ou admire le vol des papillons dans son jardin, reste fasciné par les extraordinaires performances de vol des insectes, que l’on commence seulement à comprendre et qui reste mystérieux sur bien des points. Le battement des ailes de l’insecte crée une turbulence qui le maintient en l’air, à l’image d’un surfeur qui créerait sa propre vague. Pour l’étudier, les chercheurs peuvent avoir recours à des dispositifs expérimentaux où l’insecte est observé « de loin » : cependant, à cette distance de quelques mètres, on ne perçoit que sa position, et non la configuration de ses ailes ou de son corps… Une autre approche consiste à placer l’insecte dans un simulateur, fixé sur une tige, ou encore à attendre qu’il se place en vol stationnaire au-dessus d’une fleur, dans le champ de la caméra. Difficile de trouver le bon compromis entre la liberté d’évolution du sujet et la proximité de la caméra (ou, autrement dit, le niveau de détail des images). C’est ce qui nous a motivés à développer le premier robot-laboratoire suspendu et actionné par des câbles, capable de suivre et d’interagir avec un insecte libre de ses mouvements." [Image] Le « laboratoire sur câbles » suit l’envol d’un papillon. Rémi Pannequin et coll., Author provided
Des chercheurs berlinois ont filmé le "comportement de la montgolfière" observable chez certaines araignées. Par Anne-Sophie Tassart, 19.06.2018 "Afin de trouver de la nourriture, de s'échapper d'une zone dangereuse ou encore de coloniser un nouvel endroit, plusieurs espèces d'araignées n'hésitent pas à... s'envoler, tout simplement. A l'aide des soies qu'elles tissent, elles adoptent ce qui est appelé le "comportement de la montgolfière". Si ce dernier est déjà connu des scientifiques, les études et les observations en milieu naturel manquaient pour analyser en détail cette capacité. Des chercheurs de l'Université technique de Berlin (Allemagne) ont réalisé l'exploit de filmer "des montgolfières" dans la nature mais aussi de reproduire ce comportement en soufflerie et tout cela, avec des arachnides particulièrement lourds : des spécimens du genre Xysticus, qui pèsent entre 16 et 20 mg. Une ou plusieurs pattes pointées vers le ciel, elles évaluent la puissance du vent Dans leur étude parue le 14 juin 2018 dans la revue PlosBiology, l'équipe présente une analyse particulièrement précise des fibres qui permettent à ces araignées d'emprunter la voie des airs." (...) ___________________________________________________________________
SUR LE MÊME SUJET :
→ Ces araignées qui peuvent détecter les bonnes conditions du vent, 13.06.2018 https://actualite.housseniawriting.com/science/biologie/2018/06/15/ces-araignees-qui-peuvent-detecter-les-bonnes-conditions-du-vent/27035/
Par Alain Fraval. OPIE-Insectes. « Les Épingles parues dans le n° 173 d'Insectes : Larvae pâté, Comme un avion, »
« Passe une ombre sur la mouche en vol ; en un rien de temps, elle amorce un tonneau et vire sur l’aile pour échapper à la menace. »
« C’est ce qu’ont observé des entomologistes de l’université de Washington (États-Unis). Par lots d’une cinquantaine, ils ont installé des drosos – Drosophila hydei – dans un petit tunnel de vol transparent, violemment éclairé (en lumière infrarouge qui ne les perturbe pas). Passe une ombre… la mouche qui croise un système de rayons laser au centre du dispositif déclenche 3 caméras à très haute fréquence – 7 500 vues par seconde, soit 40 par battement d’ailes. »
« Les images enregistrées révèlent que la droso réagit en moins d’1 centième de seconde. Pourtant munie seulement d’un minuscule cerveau, elle exécute une manœuvre que lui envient les pilotes de chasse. »
« Comment fait-elle ? Le programme de recherche se poursuit. »
« D’après « Fruit flies, fighter jets use similar nimble tactics when under attack (w/ Video) », lu le 10 avril 2014 à //phys.org/news/ »
« NDLR: Drosophila hydei est une grosse drosophile, qui s’élève comme la Mouche du vinaigre D. melanogaster, prisée en tant que proie pour les animaux de terrarium, surtout sous sa forme "aptère". »Par
[Image via "Flies Evade Looming Targets by Executing Rapid Visually Directed Banked Turns"]
Quelques nouvelles sur le front des éoliennes et du biomimétisme. Renzo Piano a conceptualisé une éolienne plus efficace inspirée des libellules...
[...]
Par rapport aux éoliennes traditionnelles, l’éolienne Dragonfly Invisible est capable de résister à des vents plus forts, et de fonctionner sous des vents de faible intensité. La technique réside dans la conception slim-line (ligne mince) des pales, qui est inspirée des ailes de libellule et de leur agilité face à des vents violents.
[...]
Si le fait que des araignées puissent voler vous semble étrange, voir inquiétant, c’est que vous n’avez peut-être pas lu les deux articles du Guru concernant l’omniprésence d’une variété d’insectes, et pas forcément volant au demeurant, au-dessus de nos têtes. Votre serviteur vous l’avait tout d’abord relaté dans son article : L’autoroute atmosphérique des insectes pour ensuite revenir plus précisément sur la loterie aérienne de l’araignée et de son parachute fait maison.
Le Guru doit vous avouer, qu’il ne savait pas que l’araignée devait utiliser autre chose que le vent pour accomplir son périple aérien. C’est ce secret, de la maîtrise du vol à voile arachnéen, sans la présence de courants d’air, que nous allons découvrir ensemble par l’intermédiaire d’une nouvelle étude sur le sujet.
[...]
[Image] Tubules sécréteurs de soie d’une araignée du genre Gasteracantha Grossissement x 490 par microscopie électronique à balayage (Dennis Kunkel)
Par un jour de printemps ensoleillé, une petite araignée grimpe un grand brin d’herbe. Au sommet, l’araignée se cambre vers le haut, pointe son ventre vers le ciel et commence à libérer des fils de soie à partir de ses glandes. Des dizaines de milliers de fils emplissent l’air, en éventail, puis se rassemblent pour former une feuille triangulaire. Une brise qui passe saisit la soie et l’araignée s’envole, attachée à son parachute maison livré aux caprices du vent. Les araignées utilisent ces vols "à voile" pour échapper au danger et pour coloniser de nouveaux habitats. La plupart du temps, elles ne se déplacent que de quelques mètres, mais les conditions météorologiques peuvent transporter une araignée sur de grandes distances. Les marins en ont vu atterrir sur des navires à des milliers de kilomètres de la côte et les scientifiques ont découvert des voyageurs à huit pattes dans des échantillons d’air recueillis par des ballons de données atmosphériques. Toutes sortes de minuscules arthropodes voyagent de cette façon, il y a 3 milliards d’insectes passant au-dessus de votre tête dans un mois d’été. [...] → Beating the Odds in the Aerial Lottery: Passive Dispersers Select Conditions at Takeoff That Maximize Their Expected Fitness on Landing http://www.jstor.org/discover/10.1086/669677?uid=3738016&uid=2&uid=4&sid=21102527248197
Et si la puissance des supercalculateurs de demain était déterminée par l’analyse du cerveau des libellules ? Les scientifiques se penchent actuellement sur les capacités cérébrales de ces insectes. Le cerveau de la libellule doit être capable de faire de sérieux efforts de calcul dans un temps record si l’insecte espère pouvoir attraper ses proies en plein vol. La libellule doit calculer sa propre trajectoire et celle de sa proie, trouver un point de rencontre avec sa cible et ajuster son vol en fonction des manœuvres d’évitement ou des éléments naturels variables. Le neuro-scientifique Anthony Leonardo très intéressé par les capacités de ces odonates vient ainsi de créer un sac à dos permettant d’étudier l’activité neuronale des insectes pendant leur vol.
Les seuls appendices dorsaux connus des insectes modernes sont les ailes et leurs dérivés qui se trouvent uniquement sur le second et le troisième segment thoracique. Cependant, des excroissances ressemblant à des ailes existent sur d'autres segments parmi les fossiles connus d'insectes.
Pour parcourir de longues distances en ligne droite, la mouche du vinaigre s'oriente grâce à la polarisation de la lumière naturelle. Les biologistes ont montré que, lorsque le Soleil est couvert, la drosophile n'utilise pas de repères dans le paysage pour se diriger, mais une propriété liée à la nature électromagnétique de la lumière : la polarisation, qui caractérise la direction de vibration du champ électrique de l'onde lumineuse. La lumière émise par le Soleil n'est pas polarisée, mais elle le devient lorsqu'elle est réfléchie – par exemple sur la surface d'un lac ou sur une vitre – ou lorsqu'elle est diffusée par les molécules de l'atmosphère. C'est ce dernier phénomène qui permettrait à la drosophile de se diriger.
|
Les insectes volants ont développé des stratégies efficaces pour naviguer dans les environnements naturels. Mais l’étude expérimentale de ces stratégies est encore difficile en raison de la petite taille et de la grande vitesse de déplacement des insectes : seules sont possibles aujourd’hui les études d’insectes « attachés » ou en vol stationnaire. CNRS, 10.06.2020 "Des scientifiques du CNRS, de l’Université de Lorraine et d’Inrae ont développé le premier robot guidé par des câbles, capable de suivre et d’interagir avec un insecte en vol totalement libre. 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 de papillons de nuit (Agrotis ipsilon, environ 2 cm de long) jusqu'à 3 mètres/seconde. Ces travaux ouvrent 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 à des stimulations olfactives ou visuelles par exemple. Les résultats sont publiés le 10 juin et font la couverture de Science Robotics." - Automatic tracking of free-flying insects using a cable-driven robot. Rémi Pannequin, Mélanie Jouaiti, Mohamed Boutayeb, Philippe Lucas et Dominique Martinez. Science Robotics, le 10 juin 2020. DOI : 10.1126/scirobotics.abb2890
Un chercheur a étudié, en les filmant, la manière dont les abeilles parvenait à traverser des forts vents et des intempéries.
Via Hubert MESSMER
Des moustiques peuvent battre des ailes jusqu’à 500 fois par seconde, mais comment ? Grâce à la stretch activation, ils se sont débarrassés du besoin d’injecter et de pomper des ions calcium à chaque contraction, ce qui ne les empêche pas d’exploiter les propriétés de l’actine et de la myosine, comme les vertébrés. L’absence de protéine spécialisée vient d’être précisée chez le bourdon.
À la fin de la semaine dernière, des spécialistes de la météo du Texas ont pensé que leur équipement était défectueux lorsqu’ils ont aperçu sur leur radar une immense zone de précipitations et d’orages allant de Dallas à Austin, pendant une journée sèche d’été.
«On aurait dit qu’il pleuvait, a expliqué Jennifer Dunn, météorologue au National Weather Service de Dallas-Fort Worth, à l’Austin American-Statesman. Nous avons pensé que quelque chose clochait avec le radar, mais nous avons vérifié nos instruments et nos outils de mesure. Tout fonctionnait parfaitement.»
Une capture d’écran de la National Oceanic and Atmospheric Administration a montré ce qui semblait être de grandes zones d’orages dans la région. Or, bien que la température ait atteint un record de 41 degrés Celsius à Austin vendredi, le ciel était dégagé, selon Mme Dunn. Elle a soupçonné que le radar détectait des insectes, beaucoup d’insectes. [...]
L’équipe dirigée par le Dr. Rober Wood a réussi à recréer des similitudes avec le vol d’une vraie mouche. Le temps au démarrage est infime grâce à l’utilisation de matériaux piézoélectriques. L’objectif principal de leurs travaux était de comprendre les mécanismes de vol des insectes. Maintenant que le robot est prêt, ils pensent déjà à une future version sans fil.
[...] Chez la mouche, les 55 neurones à grand champs, tous sensibles au mouvement, de la lobula plate constituent un corpus de données neuro-anatomiques et électro-physiologiques exceptionnel, qui n’a d’équivalent chez aucun autre animal, vertébrés et invertébrés compris. Nos études actuelles se terminent toujours par la simulation puis par la réalisation de robots mobiles, qui mettent en œuvre les principes mêmes de guidage visuomoteur que nous pensons avoir compris chez l’animal. C’est cette démarche (« reconstruire pour mieux comprendre ») que nous avons inaugurée dès 1985, lançant ainsi ce domaine nouveau que l’on appelle aujourd’hui la Biorobotique. Nos robots mobiles dotés de vision inspirés des insectes et de leurs circuits neurosensoriels sont avant tout - contrairement aux robots des laboratoires de robotique traditionnelle - des "robots de compréhension".
Le Monde.fr - Les Américains ont leur "colibri", les Allemands leur "mouette" et les Français leur "libellule"... Aux quatre coins du monde, des chercheurs inventent des microdrones, des engins volants de quelques centimètres.
|
(Re)lire aussi :
Un robot pour suivre et filmer le vol des insectes - De www.cnrs.fr - 11 juin, 19:08