La mouche utilise un « pilote automatique » pour ne pas s’écraser

Un insecte volant pilote à vue. Les signaux visuels traités par ses deux yeux à facettes commandent les muscles des ailes, lui permettant de décoller, de maintenir son altitude et de se poser. Une équipe de chercheurs du Centre national de la recherche scientifique (CNRS)⁽¹⁾, dirigée par Nicolas Franceschini, du département de biorobotique, a mis en évidence un automatisme appelé “régulateur de flux optique⁽²⁾” qui commande la force de sustentation. Les scientifiques sont parvenus à ces résultats en modélisant la navigation des insectes à l’aide d’un robot volant, le micro-hélicoptère Octave. Ce régulateur de flux optique est un automatisme qui permet de maintenir le flux à une valeur constante, donc le quotient vitesse/ altitude. Ainsi, si l’insecte modifie sa vitesse, il change d’altitude de manière à maintenir constant le rapport entre ces deux grandeurs. Si l’insecte subit un fort vent de face, sa vitesse d’avance est forcément réduite. Pour maintenir le flux optique à la valeur de référence, son régulateur lui demande de descendre en altitude. Cette découverte explique pourquoi les insectes descendent par vent de face et s’élèvent par vent arrière. Elle permet aussi de comprendre pourquoi les abeilles atterrissent à pente constante et se noient en traversant une eau dormante. En effet, l’absence totale de ride sur l’eau, synonyme d’absence de contraste, met hors service les capteurs de flux optique. Le régulateur entraîne alors irrésistiblement l’insecte vers le bas.

Des neurones détecteurs de mouvements dans l’œil de l’insecte sont à l’origine de ces performances. Ces travaux illustrent le double enjeu, fondamental et appliqué, de cette science appelée biorobotique, que l’équipe a initiée dès 1985. La méthode consiste à s’aider de reconstructions robotiques pour valider des hypothèses de fonctionnement biologique. L’équipe a fait breveter “le pilote automatique de la mouche” et poursuit ses études afin de mieux appréhender ce qui se passe dans le cerveau de ces “as du pilotage” que sont les insectes.

• (1) Communiqué CNRS du 8/2/2007 : « Y a-t-il un pilote dans l’insecte ? ».

• (2) Le flux optique désigne le défilement sur la rétine des objets environnants.

• Travaux complets publiés dans la revue Current Biology du 20/2/2007 : N. Franceschini, F. Ruffier, J. Serres : « A bio-inspired flying robot sheds light on insect piloting abilities », vol. 17, pp. 329-335.