Biomimétisme : l’invention d’un système anticollision pour les voitures inspiré des criquets

Les criquets sont des conducteurs hors pair, jamais ils ne se percutent et évitent tous les obstacles ! Pourquoi ne pas s'inspirer de cette faculté, en la transposant sur nos véhicules ?

Dans l’actualité de ces derniers jours, il est un sujet brûlant qui a envahi les plateaux des chaînes infos et des médias. Un accident de la route survenu vendredi dernier sur une route de Seine-et-Marne, impliquant une personnalité connue. Il met en lumière les risques liés aux accidents de la route, en général. Certes, nos véhicules sont de plus en plus résistants aux chocs. Cependant, cela n’empêche pas la constante augmentation des décès sur la route. Travailler sur un système anticollision qui éviterait à nos voitures de se télescoper serait évidemment une invention géniale, mais elle n’existe pas. Cependant, scientifiques de l’université Park de Pennsylvanie travaillent actuellement sur un système anticollision. Ce dernier s’inspire du biomimétisme et plus particulièrement des criquets. Découverte.

Pourquoi s’inspirer des criquets ?

Si vous avez déjà observé un vol de criquets, vous vous êtes sûrement aperçu qu’ils volent très vite et avec une précision extrême. Instinctivement, ils savent éviter les obstacles et jamais, ils ne se percutent entre eux. S’ils sont capables de cette prouesse, c’est parce qu’ils possèdent un système neuronal simple. Si leur système neuronal est simple, cela signifie qu’ils dépensent peu d’énergie tout en évitant les accidents. Les chercheurs ont ainsi observé ces vols de criquets avec l’idée de transposer leur système neuronal sur des systèmes anticollisions pour nos voitures, beaucoup moins gourmands en énergie que ceux déjà existants. Leur rapport publié dans la revue scientifique ACS Nano nous apprend beaucoup sur cette future invention qui pourrait sauver bien des vies.

Le neurone LGMD, utilisé chez les insectes pour l’évitement.
Le neurone LGMD, utilisé chez les insectes pour l’évitement. Crédit photo : ACS Nano

Les criquets, des pilotes hors pair

« Les insectes comme les humains combinent plusieurs informations visuelles [vitesse, variation de taille ou de forme par exemple] pour se renseigner sur la dangerosité d’un obstacle en approche. » explique Julien Serres, chercheur en robotique bio-inspirée à l’université d’Aix-Marseille dans un article publié sur le site Numerama. Ce chercheur français n’a pas participé à l’étude américaine, mais il nous éclaire sur les fonctions neuronales du criquet. Les informations que les criquets recueillent leur suffisent à évaluer le temps d’impact. Ce dernier correspond au temps nécessaire à évaluer la collision, et donc à déclencher la fuite ou le contournement.

Chez le criquet, le neurone LGMD est le responsable de ce comportement anticollision et il n’est utilisé que pour cette seule fonction. En utilisant uniquement ce neurone, il consomme une très petite quantité d’énergie et se concentre uniquement sur le contour des obstacles. Les chercheurs américains expliquent que lorsqu’un obstacle est en approche du criquet, le neurone LGMD provoque un pic d’excitation qui déclenche la réaction. Le but de leur invention serait ainsi de reproduire ce pic d’excitation à l’intérieur d’un circuit électronique afin qu’il puisse évaluer le temps d’impact.

Une innovation pour prévenir les collisions pour les voitures du futur.
Une innovation pour prévenir les collisions pour les voitures du futur. Photo d’illustration non contractuelle. Crédit : Shutterstock

Comment ont-ils procédé ?

Pour tenter de trouver une solution à ces collisions, ils ont simulé trois réponses du neurone : l’excitation, la fuite et l’inhibition. « Les réponses inhibitrices et excitatrices apparaissent quand un stimulus visuel est présenté (comme un objet qui s’approche). Ces réponses sont combinées et mènent à une réponse de fuite, qui dépend de la vitesse de l’objet et sa distance. » explique Thomas Schranghamer l’un des auteurs de cette étude. Afin que ces trois réponses soient coordonnées, ils ont ajouté des capteurs pour que l’obstacle puisse visuellement être détecté. Les chercheurs précisent qu’il ne s’agit pas là d’Intelligence Artificielle, mais de calculs réalisés à l’aide d’impulsions électriques.

Quelle différence avec les systèmes existants ?

Les détecteurs de collision disponibles sur nos véhicules fonctionnent avec des impulsions d’ondes radio ou lumineuses. Ce qui demande un temps de réflexion et une certaine consommation d’énergie pour faire tourner des algorithmes. Selon les chercheurs, leur dispositif serait plus fiable, car plus précis et plus rapide à l’évaluation des risques. Côté consommation, il serait un milliard de fois inférieur aux technologies actuelles. Ils envisagent ce type de dispositif dans les systèmes de freinage par anticipation des véhicules par exemple. La nature a encore beaucoup à nous apprendre. Les criquets n’ont pas besoin de GPS ni de caméra pour se guider ou se garer. Ce qui n’est pas le cas de nos cerveaux humains !

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Source
Numerama.comPubs.acs.org

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