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Une caméra si petite qu’elle peut être portée par des insectes

Crédits : Mark Stone - Université de Washington

Des chercheurs ont miniaturisé une caméra de manière à pouvoir la sangler sur le dos de plusieurs insectes. De quoi jeter un nouveau regard sur la manière dont ces petites créatures évoluent dans leur environnement.

Des coléoptères comme destriers

La miniaturisation de la technologie a révolutionné le domaine de la zoologie, permettant aux scientifiques d’installer plusieurs instruments sur certains animaux, de manière à les voir évoluer dans leur environnement et à enregistrer leurs comportements. Néanmoins, jusqu’à présent, jamais une caméra n’avait pu être installée sur le dos d’un insecte. C’est désormais chose faite.

Développée à la Paul G. Allen School of Computer Science & Engineering, de l’Université de Washington (États-Unis), cette petite caméra sans fil est la première à nous offrir une vision panoramique du monde, du point de vue d’un insecte, sans entraver sa mobilité. Cette nouvelle étude vient de faire l’objet d’un article dans la revue Science Robotics.

Le système, qui pèse 240 milligrammes, est encore trop lourd pour être sanglé sur le dos d’une mouche. En revanche, la caméra a pu être installée avec succès sur le dos de plusieurs coléoptères à pinacate. Également connus sous le nom de coléoptères puants, ces insectes peuvent transporter des charges de plus d’un demi-gramme sur des pentes raides. Parfois même en grimpant à un arbre.

Réduire la demande en énergie

Pour développer un telle caméra, la batterie reste le plus grand obstacle. Aussi, les chercheurs ont dû imaginer un système qui soit le moins gourmand possible en énergie. Et pour ce faire, ils se sont inspirés des insectes eux-mêmes.

« Tout comme les caméras, la vision chez les animaux nécessite beaucoup de puissance, explique le Dr Sawyer Fuller. C’est moins grave chez les créatures plus grandes comme les humains, mais les mouches, par exemple, utilisent 10 à 20% de leur énergie au repos simplement pour alimenter leur cerveau, dont la majeure partie est consacrée au traitement visuel ».

Certaines mouches ont développé une petite région, au milieu de leurs nombreux yeux, capable de voir le monde en haute résolution. Ces insectes n’ont alors qu’à tourner la tête pour voir telle ou telle cible avec plus de clarté. Cette approche est ainsi beaucoup moins gourmande pour le cerveau que si l’ensemble du champ visuel permettait la vue en haute résolution.

L’équipe a donc adopté cette technique en fixant la minuscule caméra (160 x 120 pixels) à un bras mécanique pouvant pivoter à 60 degrés.

Le bras lui-même fonctionne également avec peu de puissance. Ce dernier est composé d’un matériau capable de se plier sous différents angles au moyen d’une petite secousse électrique. À chaque fois que le bras est orienté dans une position, il reste positionné ainsi pendant environ une minute avant de se tourner de nouveau vers l’avant.

Ce système permet ainsi à la caméra de prendre des panoramas ou de suivre des objets en mouvement sans dépenser l’énergie nécessaire pour déplacer l’ensemble du dispositif.

En outre, toutes les images ne sont disponibles qu’en noir et blanc, la vision en couleur étant, là encore, trop gourmande en énergie.

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Crédits : Mark Stone – Université de Washington

Jusqu’à six heures sans recharge

Compte tenu de sa taille et de sa faible consommation d’énergie, les capacités de streaming de la caméra sont également limitées, avec une connexion Bluetooth qui atteint une distance maximale d’environ 120 mètres. Autrement dit, pour manipuler la caméra, l’opérateur doit rester à bonne distance.

Grâce à toutes ces approches, la caméra peut fonctionner pendant deux heures sans recharge. Les chercheurs ont néanmoins réussi à tripler cette durée de vie en installant un accéléromètre, de manière à ne capturer et diffuser des images que lorsque l’insecte se déplace.

Ce nouveau dispositif pourrait permettre plusieurs applications potentielles. Il pourrait notamment fournir aux entomologistes de nouvelles perspectives sur la façon dont les insectes traversent leur environnement, répondent aux menaces ou à d’autres stimuli dans la nature. Nous pourrions également en apprendre davantage sur leurs structures sociales.