Un pas de plus vers les insectes transformateurs – Extérieur Maison

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Dans un monde qui adopte les nouvelles technologies, l’inspiration est
être trouvé dans un comportement de bogue. Le dendroctone du fumier au corps dur est maintenant la clé de la
la recherche en robotique, en Afrique aussi.

Sous le soleil brûlant d'Afrique dans le désert du Kalahari, à 70 km
à l’extérieur de Vryburg, ville située dans la province du Nord-Ouest de l’Afrique du Sud,
chercheurs de l’Université du Witwatersrand (Wits en Afrique du Sud) et
L'Université de Lund, en Suède, surveille les mouvements d'un doryphore par vent
conditions.

L'insecte, au corps rond et au lustre métallique,
ressemblant à un cyborg miniature, est habilement en train de rouler une boule de bouse,
inconscient du regard de la science.

Les chercheurs ont pour objectif d’explorer davantage les influences
les mouvements du coléoptère de fumier.

Ils trouvent qu'il utilise des indices visuels tels que le soleil,
lumière polarisée, des dégradés de couleurs, des dégradés d’intensité dans le ciel et même les
Voie lactée, en tant que points de référence externes.

L'insecte utilise le soleil comme outil de direction, mais que se passe-t-il
après le crépuscule? Les chercheurs ont constaté que par vent fort, le dendroctone du fumier
passe de l’utilisation du soleil comme navigateur à l’utilisation du vent.

Marcus Byrne est surpris par cette découverte au début de l'année
l'un des chercheurs de Wits.

Marcus Byrne, l'un des chercheurs de Wits. Image: fournie

Ayant étudié les dendroctones pendant plus de 20 ans, il croit
que cette nouvelle connaissance d'un être minuscule pourrait influencer le plus grand monde de
intelligence artificielle (IA) et robotique.

«Nous sommes passés de massivement compliqué à aussi simple que
possible, en utilisant les insectes comme modèle », dit-il.

Dans le bureau de Byrne à Wits, des dizaines de répliques de doryphores
asseyez-vous sur sa bibliothèque qui est également remplie d’épais volumes et d’encyclopédies
sur l'entomologie.

Une grande affiche représentant un coléoptère de la bouse, presque en vol, est suspendue à un mur. Pour les amateurs de technologie et les cinéphiles habitués au genre science-fiction, cela ressemblerait davantage à un alambic de la série de films Transformers.

Byrne récupère avec enthousiasme un appareil utilisé pour
illustrer le fonctionnement du cerveau du coléoptère de fumier.

L'insecte a une fonction de navigation, telle que passer de
le soleil au vent, et une caractéristique d'orientation que Byrne explique en détail.

Orientation signifie que le doryphore est capable de maintenir son
corps en ligne droite dans une direction spécifique, tandis que la navigation signifie que
il est capable de savoir où il se trouve, par rapport à autre chose.

Etre capable de basculer entre les deux est une compétence incroyable pour
insecte à avoir, selon Byrne.

Certains coléoptères peuvent fonctionner avec l’un des systèmes tout en
d'autres peuvent fonctionner avec les deux.

Pour Byrne, l’espèce de dendroctone du fumier sur laquelle les chercheurs ont travaillé
était seulement capable d'utiliser son système d'orientation.

«Ce qui rend cette caractéristique de la clé du coléoptère de la bouse
chercheurs et la robotique, est-ce que contrairement à d'autres insectes tels que l'abeille, le
Le coléoptère de fumier n'a pas besoin d'être formé pour faire une expérience », dit-il.

«Elle ne fera que rouler la balle si vous posez la balle de bouse.
Et si elle en a envie, elle roulera cette balle », dit-il.

Quand un coléoptère est en mode recherche, il utilise son sens
d'odeur pour trouver la bouse.

Une fois que les excréments ont été trouvés, ils les transforment en une balle puis passent à un système visuel pour reconnaître la balle.

«Il passe son cerveau de l'odorat à la vision. Et nous pensons que cela est dû au fait que le nombre de ses neurones est très limité. Il a probablement moins d'un million de neurones dans son cerveau. "

Le coléoptère de fumier, malgré la taille de son cerveau, peut traiter
informations et décider quel capteur utiliser.

"Ils scrutent l'horizon pour rechercher un grand noir
objet contre l’horizon et c’est probablement une balle, et vous pourriez apprendre un
robot pour le faire », ajoute Byrne.

"Ce que vous avez est une boussole avec un système de secours que si
cue n’est pas disponible, un autre peut être incorporé et si tout le visuel
les signaux échouent, ils ont toujours un signal mécanique », dit-il.

Byrne suggère ainsi que cela pourrait aider au développement
des robots et de l'IA.

«C’est le genre de chose que l’armée de l’air, le GPS et
quiconque veut s'orienter sur la planète, (voudrait) que ses machines soient
être capable de faire », dit-il.

«Que se passe-t-il si le courant s’éteint et si la batterie s’allume
plat ou quelqu'un abat le satellite? Maintenant, vous avez un système naturel complet
qui ne nécessite aucune entrée d'énergie externe, il utilise simplement les signaux
la nature.

«C’est ce que nous pouvons apprendre des insectes, vous pouvez résoudre ce
semble être un problème complexe car il comporte un ensemble de règles très simple »,
il dit.

Apprendre du cerveau du coléoptère

Le coléoptère des excréments a un cerveau minuscule, avec moins d'un
millions de neurones, comparé au cerveau d’un être humain qui en possède plus de 100
milliards de neurones.

Mais malgré cela, le coléoptère est toujours capable d’utiliser son
neurones pour traiter deux ensembles d’entrées différents en même temps, et peuvent choisir
à partir d'un large éventail d'entrées pour terminer une tâche à un moment donné.

"Il peut choisir entre l'entrée de lumière polarisée et le soleil
en utilisant le même neurone, il code simplement les informations d’une manière différente »,
Dit Byrne.

Quand il lit la lumière polarisée, les pics dans les neurones sont
un motif différent de quand il lit la lumière du soleil.

«C’est aussi très cool parce que votre informatique est limitée.
pas besoin de construire un nouveau transistor, un nouveau fil ou une nouvelle passerelle
pour cette information.

«Vous pouvez utiliser le même système de communication. Vous venez de coder
l'information différemment.

"Il est très difficile de convaincre même un homme intelligent
ordinateur quelle est l'information la plus importante dont il a besoin pour faire face
à tout moment », dit-il.

Après avoir entendu parler de Byrne et de son travail sur les dendroctones du fumier de
un article en ligne, un autre professeur de Wits était intéressé de voir comment ils
pourrait collaborer.

Benjamin Rosman est chercheur principal au Council for
Scientifique et industrielle (CSIR) dans la capitale sud-africaine, Pretoria
avec un accent sur l'apprentissage machine, l'IA, la robotique et l'automatisation.

Benjamin Rosman chercheur principal au Conseil de la recherche scientifique et industrielle. Image: fournie

Il passe également son temps à enseigner à Wits
étudiants aux yeux brillants sur le monde de la robotique, quelque chose qu'il est passionné
sur.

«La robotique et l’IA ont une longue histoire et entretiennent des relations avec
comprendre les organismes vivants », dit Rosman.

Il a grandi intéressé à faire des jeux informatiques, mais plus tard
trouvé l'IA et la robotique beaucoup plus intriguant.

Maintenant, il croit que le monde de la robotique a une chose ou
deux pour apprendre des insectes.

"D'une part, vous pouvez regarder les insectes pour résoudre la robotique"
l’intelligence artificielle, car il existe déjà une preuve.
de concept. Les créatures vivantes peuvent faire des choses intelligentes », dit Rosman.

Les robots peuvent être construits à partir de la compréhension de la façon dont l'insecte
le cerveau fonctionne, par exemple, l'artificiel
réseaux de neurones que Byrne a mentionnés plus tôt.

Mais les rôles aussi peuvent être inversés là où ces robots peuvent
aider les humains à comprendre les insectes.

«Vous pouvez donc étudier ces phénomènes naturels pour mieux comprendre
idée de la façon de construire des robots ou des systèmes ou de résoudre des problèmes, et le revers de la
c’est-à-dire que vous pouvez construire des robots qui vous aident à comprendre les phénomènes naturels »,
Dit Rosman.

Les insectes sauvent des vies?

Avec des inventions modernes telles que des voitures autonomes à la pointe
de la marchandisation, le mot «autonome» est dans toutes les esprits.

Byrne pense que les insectes comme le doryphore sont également
avoir son mot à dire

Mais, oubliez les voitures autonomes, Byrne croit apprendre de
le coléoptère de fumier pourrait aussi potentiellement sauver des vies.

Il explique comment cela pourrait fonctionner dans une vie en danger
situation.

Si un robot est programmé pour naviguer et s'orienter comme le
coléoptère de fumier, il pourrait le faire de manière autonome si envoyé dans un bâtiment qui est
brûlant.

Le robot serait capable de manœuvrer autour du bâtiment,
trouver des gens et alerte où les humains sont piégés dans le bâtiment, même sans
en cours de programmation.

«C’est un dispositif de sauvetage qui, même s’il est brûlé
le bâtiment, ce n'est pas un gros problème », dit Byrne.

Sur un autre continent, un chercheur écossais a créé
robots inspirés par les insectes.

Barbara Webb, une
professeur de robotique à l'Université d'Edimbourg, étudie les insectes
comportement de construire des robots depuis plus de 10 ans.

Barbara Webb, professeur de robotique à l'Université d'Edimbourg. Image: fournie

«Nous nous sommes récemment intéressés au comportement de navigation des insectes. alors
comment les fourmis et les abeilles peuvent retourner dans leurs nids. Ils ont commencé par garder
trace de la vitesse à laquelle ils se sont déplacés dans chaque direction et nous avons donc quelques
hypothèses sur la façon dont ils le font et quel mécanisme cérébral est derrière cela ", elle
raconte FORBES AFRICA.

En étudiant le cerveau des insectes, elle et son équipe ont pu
pour mettre en œuvre et tester les théories qu'ils avaient et construit un robot qui utilisait un
mécanisme similaire.

L'un des robots qu'ils ont construits était constitué de roues, un téléphone portable
téléphone et miroirs pour suivre leur navigation et reconnaître un itinéraire vers
détecter la familiarité.

«Les insectes ont généralement une vision à 360 degrés et nous essayons donc de
copier que d'avoir un miroir près de la caméra pour avoir ce genre de 360 ​​degrés
vue, dit-elle.

«La raison principale pour laquelle nous sommes intéressés à les regarder est
parce qu'ils ont réussi à faire ce genre de comportement tel que la navigation avec
très petits cerveaux, et si vous comparez cela aux voitures autonomes, qui a eu
recherche très réussie maintenant, mais ils dépendent d’avoir très compliqué, très
Détection détaillée, beaucoup d’informations sur les cartes du monde qu’elles sont
se déplaçant et de très hauts degrés de l'informatique, et pourtant aucun d'entre eux sont
à la disposition de l'insecte, mais ils parviennent tout de même à très bien se déplacer »
dit.

Est-ce un bug, robot ou cyborg?

L’environnement matériel s’est toujours inspiré de
insectes et animaux.

La biomimétrie, comme on l’appelle, est une approche innovante de la
la conception et la production de matériaux, structures et systèmes à partir de modèles
entités biologiques.

Quelques exemples peuvent être vus dans des inventions modernes telles que
le train de balles, inspiré par le martin-pêcheur, ou des éoliennes modelées d'après
baleines à bosse, et la liste est longue.

Mais un entrepreneur et artiste multidisciplinaire du
Les États-Unis ont porté le biomimétisme à un tout autre niveau.

Jamais vu un scarabée ressemblant à un cyborg avec des pièces faites à la machine
Vous cherchez quelque chose d'un film de science-fiction?

Coléoptère d'aspect cyborg par Mike Libby. Image: fournie

Mike Libby, fondateur de Insect Lab Studio dans le Maine,
intègre cette forme d'esthétique à ses créations contemporaines.

Il personnalise les spécimens d’insectes conservés à l’aide de
composants, pour créer un art qui illustre la science-fiction.

Son voyage a commencé quand il a trouvé un scarabée mort, l'a disséqué et y a été incorporé avec des pièces de montre et des engrenages, le faisant ressembler à quelque chose d'un film Transformers.

"Il y a beaucoup de choses différentes dans la science fiction et
il y a beaucoup de choses dans la vraie science qui créent un contexte pour ce type de
travailler pour se développer », explique-t-il à FORBES AFRICA.

Il ramasse des coléoptères chez des revendeurs agréés partout dans le monde.
monde, y compris l’Afrique.

L'un des coléoptères qu'il a collectés est le coléoptère africain qui se nourrit de pollen et de nectar de fleurs. Son nom biologique est Cetonidae / Eudicella Gralli Orientalis et mesure 3,5 pouces de large.

Libby a personnalisé ce coléoptère avec sa propre idée d'un
exosquelette, lui donnant des pièces en laiton et en acier, des engrenages, une couronne, des ressorts, des vis,
montre bijou, poulie et ceinture.

Aujourd’hui, il vend ces pièces au prix de 500 à plus de 8 500 dollars.
clients du monde entier.

Cetonidae / Eudicella Gralli Orientalis créé par Mike Libby. Image: fournie

«Il y a quelques semaines à peine, j'ai vendu un petit coléoptère à un
Monsieur en France dont l’anniversaire de la femme était proche et je pense que c’est
où 50% à 60% des cadeaux finissent par devenir des cadeaux spéciaux », dit-il.

Il a également créé des œuvres d'art à partir de crabes et de homards.

S'il peut faire cela en utilisant des bugs morts et une technologie cassée,
imaginez ce que pourraient être les prochaines années avec l'IA en mouvement, la robotique et la vie quotidienne
insectes?

Peut-être sommes-nous plus proches que nous le pensons de vivre dans un monde où l’un des engins des Transformers se trouve juste à côté.

L’idée africaine de la bouse

Il y a environ 800 espèces de dendroctones du fumier en Afrique du Sud.
seuls et une plus grande variété d’entre eux sur le reste du continent.

Avec toute cette richesse d'insectes et la diversité sur notre
contenu, on peut affirmer que l’Afrique jouit d’un avantage plus élevé que la plupart des
développer des solutions technologiques à partir de l'environnement naturel.

Avec l'IA et la quatrième révolution industrielle à la hausse,
L’Afrique devrait avoir un net avantage à fusionner l’IA, la robotique et les insectes.

Rosman croit la même chose.

«Je pense que nous avons beaucoup d'opportunités ici. Dans la recherche
l’espace, nous cherchons toujours quels sont les avantages d’être en Afrique.
Et je pense que l’une des choses auxquelles nous pouvons penser est ce genre de
la diversité », dit-il.

"La diversité des animaux que nous avons ici est un autre grand
la force qui peut entrer dans la façon dont nous pensons à des machines faisant intelligent
des choses."

Par conséquent, pour que l’Afrique puisse aller de l’avant, nous devons idéalement
sauter dans de telles technologies.

Cependant, il y a des défis.

"Il y a les défis techniques de comment construire ces
systèmes qui peuvent fonctionner de cette façon. Ensuite, il y a des questions autour de
comment cela interagit avec notre politique, en particulier avec le chômage, "
Dit Rosman.

La grande question, dit Rosman, est la suivante: «Devrions-nous dépenser
l'argent du gouvernement pour la construction de dendroctones de bouse autonomes?

Cependant, le côté positif de cette technologie innovante est la
potentiel pour encourager les jeunes Africains à s’impliquer dans les STEM (sciences,
technologie, ingénierie et mathématiques).

Il est important d’éduquer et d’informer les masses sur ces questions.
tendances et comment cela pourrait améliorer notre vie quotidienne.

Comme la technologie avance, il est possible que nous vivions dans un
monde autonome où nous n'avons pas à dire à notre technologie quoi faire, il faudra
sais déjà quoi faire et quand.

«C’est le monde dans lequel nous voulons vivre, notre technologie
nous aide sans même que nous ayons à y penser… et je pense que c’est le genre
de chose que nous pourrions obtenir plus facilement en étudiant les interactions entre animaux et insectes
de ce genre de façons », dit Rosman.

Le fumier est peut-être la devise du scarabée, mais peut-être le
le scarabée peut être la devise de notre technologie.

Avec l’environnement naturel au bout de nos doigts, l’Afrique peut
juste le potentiel que le monde n’a jamais vu auparavant, grâce à un petit,
insecte rond et sans prétention avec une résolution d'acier.

Le pouvoir des Rolling Stones

dans le
Années 1960, des dendroctones de fumier d’Afrique du Sud ont été introduits en Australie pour aider
améliorer la qualité et la fertilité du bétail et réduire la population de mouches
qui se nourrissent de bouse de bétail.

L'africain
Le doryphore a également été introduit en Amérique du Nord et du Sud pour la même raison.

Fumier
les coléoptères aident au recyclage des éléments nutritifs, à l'aération, à la pénétration du sol et aux parasites
contrôle.

"Elles sont
extrêmement important dans toute économie agricole », déclare Byrne, ajoutant que la
la valeur des coléoptères est dans les milliards car ils jouent un rôle crucial dans naturel
et les écosystèmes agricoles.

Le premier aspect à prévoir pour se décider son parasol est bien sûr la superficie à protéger du soleil. S’agit-il de protéger la table à l’heure des repas, d’ombrager une zone de convivialité, ou de farniente ? Disposez-vous d’un petit balcon ou d’une grande terrasse ? Des questions déterminantes, surtout pour choisir la forme de votre parasol. Car il faut que le parasol ait la forme adéquate et soit suffisamment grand pour préserver la totalité de la superficie concernée. On parle alors ' d’envergure ' ou de ' surface d’ombrage '. A titre d’exemple, un parasol carré de 4 x 3 mètres de côté dispose d’une surface d’ombrage de 12 m2.