Étude. Les libellules bleues peuvent aider les scientifiques à fabriquer de meilleurs robots
La libellule bleue a la capacité d’attraper 95% de ses prières en plein vol. Les scientifiques pensent que cette aptitude est inspirante pour le développement de meilleurs robots.
Le dasher bleu ou Pachydiplax longipennis
Les scientifiques ont beaucoup à apprendre des libellules bleues , qui sont de très petite taille mais sans doute l'un des prédateurs les plus impressionnants du règne animal. Capables d'attraper jusqu'à 95 % de leurs proies en plein vol, ils peuvent nous en apprendre beaucoup sur le développement de meilleurs robots.
Le dasher bleu (Pachydiplax longipennis), libellule de la famille des écumeurs et la seule espèce du genre Pachydiplax, est très commune et largement présente de l'Amérique du Nord jusqu'aux Bahamas. Cette espèce est carnivore. Elle capables de dévorer des centaines d'insectes chaque jour, y compris des larves de moustiques et d'éphémères. La libellule adulte mange presque tous les insectes volants, y compris les mites et les mouches.
Les mâles sont faciles à reconnaître avec leur couleur bleu vif, leur thorax rayé de jaune et leurs yeux verts métalliques. Les femelles sont un peu moins "voyantes" que les mâles. Bien qu'ils aient un thorax à rayures jaunes assorti, leur abdomen a des rayures brunes et jaunes distinctes qui les distinguent des mâles, ainsi que des yeux rouges contrastants.
Des chercheurs de l'Université de Californie à Davis ont étudié le comportement de vol de cette espèce. Selon la biologiste Rachel Crane, le taux de capture de proies par ces libellules est "très élevé par rapport à la plupart des prédateurs", surtout en ce qui concerne des captures aériennes très rapides et à grande vitesse.
Bien que le nom de l'espèce longipennis signifie « longues ailes », les leurs ne sont pas sensiblement plus longues que celles des espèces apparentées. L'espèce fait preuve d'agressivité lorsqu'elle trouve des partenaires et se nourrit et n'est pas menacée d'extinction.
Les libellules bleues s'installent généralement près d'un plan d'eau (un ruisseau, une rivière ou un lac), les mâles, plus petits de taille, ont tendance à être chassés des aires de reproduction par les mâles plus gros, cet se dispersent vers d'autres zones. Les chercheurs pensent que cette méthode de dispersion pourrait être importante dans d'autres études sur la génétique des populations et le flux génétique de cette espèce.
Pourquoi étudier les libellules pour fabriquer des robots ?
Cette capacité des libellules à intercepter avec succès des proies en vol - une compétence que de nombreux robots conçus par l'homme n'ont pas encore maîtrisée - est ce qui a poussé Dr Crane et ses collègues à les étudier. Ils ont conçu une nouvelle méthode pour tester la façon dont les libellules s'adaptent aux défis aériens tels que la capture de proies qui accélèrent de manière imprévisible ou zigzaguent dans les airs. Crane présentera les résultats de l'étude ce mois-ci lors d'une réunion de la Society for Integrative and Comparative Biology.
Pour étudier le vol de la libellule, l'équipe de Crane a d'abord conçu un système de poulie programmable qui contrôle les mouvements d'une perle sur une corde. Les libellules sont des prédateurs si voraces qu'elles attaqueront facilement la plupart des petits objets volant dans les airs, même si l'objet est une petite perle plutôt qu'une mouche savoureuse. La vitesse et l'accélération de la perle peuvent être réglées par les chercheurs en ajustant simplement les commandes, et sa trajectoire peut être modifiée en déplaçant la ficelle.
"On peut créer une piste circulaire", a expliqué Crane, "mais on peut également la déformer dans la direction de votre choix, et tout d'un coup, votre perle fait ces chemins vraiment complexes."
Les scientifiques ont testé leur nouveau terrain de jeu pour libellules, en commençant par une tâche relativement simple : faire voler la perle en ligne droite à vitesse constante et enregistrer l'attaque de la libellule avec une caméra à haute vitesse. Ils ont effectué ce test à plusieurs reprises à différentes vitesses de billes pour voir comment celles-ci ajustent leur propre vitesse en réponse à celle de leur proie.
L'étape suivante consistait à examiner les schémas de vol des libellules dans des scénarios plus difficiles, comme lorsque les proies accélèrent, ralentissent ou changent de direction de manière imprévisible. Ces tests pourraient aider les scientifiques à comprendre les stratégies les plus utiles pour intercepter avec précision des objets volants.
"Nous pouvons voir où les libellules réussissent, comment elles réussissent ou échouent", a conclu Crane, "et cela peut être utile pour les défis de la robotique 3D."
Le dasher bleu (Pachydiplax longipennis), libellule de la famille des écumeurs et la seule espèce du genre Pachydiplax, est très commune et largement présente de l'Amérique du Nord jusqu'aux Bahamas. Cette espèce est carnivore. Elle capables de dévorer des centaines d'insectes chaque jour, y compris des larves de moustiques et d'éphémères. La libellule adulte mange presque tous les insectes volants, y compris les mites et les mouches.
Les mâles sont faciles à reconnaître avec leur couleur bleu vif, leur thorax rayé de jaune et leurs yeux verts métalliques. Les femelles sont un peu moins "voyantes" que les mâles. Bien qu'ils aient un thorax à rayures jaunes assorti, leur abdomen a des rayures brunes et jaunes distinctes qui les distinguent des mâles, ainsi que des yeux rouges contrastants.
Des chercheurs de l'Université de Californie à Davis ont étudié le comportement de vol de cette espèce. Selon la biologiste Rachel Crane, le taux de capture de proies par ces libellules est "très élevé par rapport à la plupart des prédateurs", surtout en ce qui concerne des captures aériennes très rapides et à grande vitesse.
Bien que le nom de l'espèce longipennis signifie « longues ailes », les leurs ne sont pas sensiblement plus longues que celles des espèces apparentées. L'espèce fait preuve d'agressivité lorsqu'elle trouve des partenaires et se nourrit et n'est pas menacée d'extinction.
Les libellules bleues s'installent généralement près d'un plan d'eau (un ruisseau, une rivière ou un lac), les mâles, plus petits de taille, ont tendance à être chassés des aires de reproduction par les mâles plus gros, cet se dispersent vers d'autres zones. Les chercheurs pensent que cette méthode de dispersion pourrait être importante dans d'autres études sur la génétique des populations et le flux génétique de cette espèce.
Pourquoi étudier les libellules pour fabriquer des robots ?
Cette capacité des libellules à intercepter avec succès des proies en vol - une compétence que de nombreux robots conçus par l'homme n'ont pas encore maîtrisée - est ce qui a poussé Dr Crane et ses collègues à les étudier. Ils ont conçu une nouvelle méthode pour tester la façon dont les libellules s'adaptent aux défis aériens tels que la capture de proies qui accélèrent de manière imprévisible ou zigzaguent dans les airs. Crane présentera les résultats de l'étude ce mois-ci lors d'une réunion de la Society for Integrative and Comparative Biology.
Pour étudier le vol de la libellule, l'équipe de Crane a d'abord conçu un système de poulie programmable qui contrôle les mouvements d'une perle sur une corde. Les libellules sont des prédateurs si voraces qu'elles attaqueront facilement la plupart des petits objets volant dans les airs, même si l'objet est une petite perle plutôt qu'une mouche savoureuse. La vitesse et l'accélération de la perle peuvent être réglées par les chercheurs en ajustant simplement les commandes, et sa trajectoire peut être modifiée en déplaçant la ficelle.
"On peut créer une piste circulaire", a expliqué Crane, "mais on peut également la déformer dans la direction de votre choix, et tout d'un coup, votre perle fait ces chemins vraiment complexes."
Les scientifiques ont testé leur nouveau terrain de jeu pour libellules, en commençant par une tâche relativement simple : faire voler la perle en ligne droite à vitesse constante et enregistrer l'attaque de la libellule avec une caméra à haute vitesse. Ils ont effectué ce test à plusieurs reprises à différentes vitesses de billes pour voir comment celles-ci ajustent leur propre vitesse en réponse à celle de leur proie.
"Nous avons vu une chose similaire avec les perles que nous verrions avec des proies vivantes, ce qui est très excitant et rassurant", a ajouté Crane.L'équipe a découvert que quelle que soit la vitesse ou la lenteur de la perle, les libellules volaient toujours presque exactement un mètre par seconde plus vite que la perle. Ce comportement de correspondance de vitesse est similaire à ce que les scientifiques avaient précédemment observé en suivant des libellules qui chassaient des insectes.
L'étape suivante consistait à examiner les schémas de vol des libellules dans des scénarios plus difficiles, comme lorsque les proies accélèrent, ralentissent ou changent de direction de manière imprévisible. Ces tests pourraient aider les scientifiques à comprendre les stratégies les plus utiles pour intercepter avec précision des objets volants.
"Nous pouvons voir où les libellules réussissent, comment elles réussissent ou échouent", a conclu Crane, "et cela peut être utile pour les défis de la robotique 3D."
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