Ils placent une caméra sur la tête d'un pigeon et découvrent un mouvement oculaire jusqu'alors inconnu des biologistes qui pourrait changer la technologie à jamais.

Pendant des années, on a supposé que les pigeons gardaient leurs yeux presque immobiles lorsqu'ils volaient. Cela semblait logique, car tout mouvement oculaire pouvait brouiller les signaux visuels créés par la progression de l'animal et rendre difficile le calcul de la vitesse, de la direction ou de la proximité d'un obstacle.

Une nouvelle étude de l’Université de la Colombie-Britannique change cette idée. Les pigeons bougent les yeux en plein vol, bien qu'ils le fassent lentement et subtilement, et lors de l'atterrissage, ils modifient leur stratégie pour regarder vers le perchoir. Cette découverte permet de mieux comprendre la vision des oiseaux et pourrait ouvrir la voie à la conception de drones capables d’opérer plus librement dans des espaces complexes.

Un appareil qui ne pèse que 27 grammes

Observer les yeux d'un pigeon depuis le sol ne sert à rien lorsque l'animal vole à plusieurs kilomètres de son pigeonnier. Les chercheurs ont donc fabriqué de petites cagoules inspirées de la fauconnerie et des sacs à dos personnalisés pour transporter des caméras, des capteurs et un micro-ordinateur.

L'ensemble du système pesait 27 grammes. Il comprenait une caméra commerciale modifiée, une unité pour enregistrer les mouvements et l'orientation du corps, des câbles et un ordinateur de la taille d'une demi-carte de crédit. Il ne s’agissait pas d’un équipement acheté prêt à l’emploi, mais plutôt d’une solution fabriquée et réglée à la main pour les oiseaux.

À chaque sortie, deux pigeons étaient équipés au sein d'un troupeau d'environ 16 personnes. Environ la moitié du groupe portait de faux sacs à dos et les oiseaux suivaient un itinéraire familier pour retourner à leur colombier. Il était alors temps de faire quelque chose de très peu technologique, les poursuivre dans une camionnette pour récupérer les enregistrements.

Le regard n'est pas immobile

Les images ont montré que les yeux ne restaient pas bouchés. Pendant le vol vers l'avant, les pupilles se déplaçaient lentement vers l'extérieur, s'éloignant du bec, dans un mouvement divergent qui coïncidait avec le mouvement des images le long de l'horizon.

Ce mouvement visuel est appelé flux optique. Lorsque nous marchons dans un couloir, par exemple, les murs semblent glisser vers l'arrière et celui le plus proche le fait plus rapidement. Pour un pigeon, ce signal peut être utilisé pour estimer comment il se déplace et quelle position il occupe par rapport à son environnement.

Les mouvements oculaires observés étaient trop lents pour effacer les informations utiles générées par le vol. Au contraire, les auteurs considèrent qu'ils pourraient compenser une partie du mouvement de la scène et permettre à l'animal de distinguer des détails plus fins, comme des références paysagères qu'il utilise ensuite pour s'orienter.

Un test en laboratoire

L’équipe ne s’est pas arrêtée aux seules images obtenues en extérieur. Il a également montré à des pigeons la tête immobilisée des stimuli visuels générés par ordinateur qui simulaient un mouvement vers l'avant, et les animaux ont répondu par des mouvements binoculaires et divergents similaires à ceux enregistrés pendant le vol.

Cette réponse s'accorde avec un réflexe optocinétique, le mécanisme qui permet de stabiliser l'image lorsque tout le champ visuel semble bouger. En termes simples, les yeux ajustent lentement leur position afin que le monde ne devienne pas flou à chaque fois que le corps avance. Et ça se voit.

Les résultats indiquent que le regard des oiseaux participe activement au contrôle du vol. Il ne fonctionne pas comme une caméra passive placée de chaque côté de votre tête, mais comme un système qui modifie l'endroit où vous regardez et la façon dont vous traitez le mouvement en fonction de la tâche à accomplir.

Lors de l'atterrissage, la stratégie change

La surprise la plus nette est survenue lorsque les pigeons se sont approchés d'un perchoir. À ce moment-là, les deux yeux se tournèrent brusquement vers l’intérieur et pointèrent vers le site d’atterrissage, un schéma observé à la fois dans les espaces ouverts et lors des tests effectués à l’intérieur du laboratoire.

Quel est le but de fermer l'angle de vision comme ça ? Les chercheurs proposent que cela puisse faciliter la stéréopsie, c'est-à-dire le calcul de la profondeur en comparant les images légèrement différentes que reçoit chaque œil. Ce type de convergence oculaire évidente avait été décrit chez quelques oiseaux de proie.

La différence est logique. Pendant le trajet, il est important de lire le mouvement général du paysage, mais dans les derniers instants, il faut mesurer avec précision la distance jusqu'à une branche ou un bar étroit. Une petite erreur peut se terminer par un coup dur, donc la vision change de mode juste avant de poser les pattes.

Ce que les drones peuvent apprendre

De nombreux drones utilisent des caméras rigides pour calculer leur vitesse, détecter les obstacles et décider où ils doivent se déplacer. Les pigeons font quelque chose de plus complexe, car ils profitent du flux optique tout en bougeant les yeux pour extraire des informations supplémentaires de l'environnement.

« En substance, les choses sont plus compliquées que nous le pensions », a expliqué Anthony B. Lapsansky, auteur principal de l'ouvrage. Une traduction technologique possible serait de développer des caméras mobiles et des algorithmes capables de distinguer le mouvement de l'appareil du mouvement délibéré du capteur.

En pratique, un tel système pourrait aider un robot volant à manœuvrer entre des bâtiments, des branches ou des structures où une caméra fixe offre une vision limitée. Cela s’intégrerait également dans de futures tâches d’inspection ou de surveillance environnementale, mais cela vaut la peine de mettre les pieds sur terre. L’étude ne présente pas encore de drone inspiré des pigeons ni ne démontre que cette application fonctionne en dehors du laboratoire.

Une découverte avec des limites

Le travail s'est concentré sur les pigeons voyageurs et les itinéraires extérieurs étaient connus des oiseaux. Il reste donc à voir comment leur regard se comporte dans de nouveaux endroits, face à des obstacles inattendus, et dans quelle mesure d'autres espèces utilisent la même combinaison de mouvements.

Pourtant, la recherche démonte une hypothèse importante. Les pigeons peuvent combiner des mouvements oculaires lents pendant le voyage avec une convergence marquée à l'atterrissage, une façon de regarder beaucoup plus active qu'on ne le pensait auparavant.

L'étude a été publiée dans la revue scientifique Biologie actuelle.