Michael Dickinson a passé sa carrière à essayer de comprendre comment les mouches volent. Il a construit une mouche mécanique appelée Robofly dans son laboratoire de bioingénierie du California Institute of Technology à Pasadena. Ainsi qu’un compagnon pour Robofly. Et un simulateur de vol à vue appelé Fly-o-Rama. Son laboratoire a développé un système qui suit le vol en 3D appelé Flydra et un logiciel qui aide à quantifier le comportement de vol de la mouche.
Mais tout ce qu’il a appris sur les angles de rotation des ailes de mouche, la portance, le couple et la dynamique des fluides ne lui a rien dit sur la raison pour laquelle il est si difficile de frapper une mouche lorsqu’elle est assise sur un comptoir de cuisine.
Dickinson a donc assis la célèbre Drosophila melanogaster, ou mouche des fruits, sur une plate-forme entourée d’appareils photo numériques à haute vitesse et haute résolution. Il a abaissé un disque noir semblable à une tapette vers une mouche cible à un angle de 50 degrés et a filmé les réactions de la créature à une vitesse de 5 000 images par seconde. Dickinson et son étudiante diplômée, Gwyneth Card, ont examiné des centaines de séquences et des milliers d’images, analysant exactement ce que faisaient les mouches.
Le grand secret de la mouche des fruits : la préparation. Moins de 100 millisecondes après avoir repéré la tapette – et bien avant qu’elle ne se déplace réellement – la mouche élabore un plan d’évacuation et prépare subtilement ses jambes à s’éloigner dans la direction idéale, comme un sprinter enroulé dans des blocs de départ.
« C’est une transformation sensorielle-motrice assez sophistiquée », explique Dickinson, professeur de bioingénierie à Caltech. « C’est une caractéristique de la planification motrice chez l’homme, et nous avons été assez surpris de voir quelque chose comme ça se produire chez les mouches rapidly et si rapidement. »
Les mouches des fruits ont un champ de vision de près de 360 degrés, de sorte qu’elles peuvent voir le danger où qu’il commence. Lorsque la mouche voit la tapette arriver tout droit, elle déplace ses pattes du milieu vers l’avant et se penche en arrière pour pouvoir décoller vers l’arrière, loin de la tapette. Lorsque la tapette vient du côté, elle garde ses pattes du milieu immobiles et penche son corps avant de sauter. (Pour jeter un coup d’œil aux mouches en action, regardez cette vidéo.)

S’éloigner des problèmes semble tout à fait raisonnable, bien sûr. La plupart des créatures reculaient devant un objet sombre qui se profilait plusieurs fois leur taille. Les scientifiques avaient précédemment supposé que les mouches, qui ont un ensemble de neurones géants câblés entre leur cerveau et leurs jambes, ne jaillissent du danger que par réflexe, comme un humain pourrait tirer une main d’un poêle chaud.
« Tout le monde a supposé que ce serait la première chose », dit Dickinson. « Personne n’a pris la peine de regarder plus tôt. »
Il s’avère que le cerveau de la mouche est capable de se préparer rapidement, en tenant compte à la fois de la stimulation visuelle (d’où vient la menace) et des informations sensorielles (quelle est sa position par rapport à la menace)in en environ 50 à 100 millisecondes. Nous sommes un mauvais match pour ces réactions. Les primates ont été chronométrés en appuyant sur un bouton après avoir vu un stimulus – un comportement plus simple que les mouches – et ils arrivent généralement à environ 250 millisecondes.
Ensuite, Dickinson veut étudier le cerveau de la mouche pour savoir exactement où et comment elle peut traiter autant d’informations si rapidement. « Nous aimerions trouver cet endroit dans le cerveau où les informations sensorielles sont transformées en code moteur. »
Quelque chose comme le cerveau d’une mouche, souligne Dickinson, est juste le genre de mini-ordinateur que les militaires aimeraient construire dans de minuscules avions-robots espions qui volent dans des territoires hostiles. « Finalement, j’aimerais pouvoir aller voir un ingénieur et lui dire « C’est comme ça que vous construisez » », dit Dickinson. Malgré tout, « cela ne se produira pas de sitôt », concède-t-il.
Mais les recherches de Dickinson ont donné un gros indice sur le problème séculaire de la façon d’écraser ces irritations aéroportées: Tu dois y penser.
« Il est préférable de ne pas frapper à la position de départ de la mouche, mais plutôt de viser un peu en avant pour anticiper où la mouche va sauter lorsqu’elle verra votre tapette pour la première fois », recommande Dickinson.
Alors rappelez-vous: chaque mouche essaie de vous sauter dessus. Réfléchissez avant de swat.
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