Les mouches des fruits utilisent leurs yeux pour contrôler leur vol à des vitesses incroyables

Les mouches des fruits utilisent des mouvements oculaires pour contrôler leur vol avec une vitesse de réaction environ 30 fois plus rapide que le clignement d’un œil humain. Grâce à une nouvelle compréhension de cette incroyable capacité, les scientifiques de État de Pennsylvanie appliquera les techniques de contrôle rapide du vol des mouches des fruits au domaine du génie mécanique.

« Si vous êtes capable d’étudier les mouches en faisant ce qu’elles font de mieux – voler – vous pouvez trouver des solutions techniques incroyables qui existent déjà en biologie », a déclaré Benjamin Cellini, premier auteur de l’étude et doctorant.

Le professeur Jean-Michel Mongeau, directeur du Bio-Motion Systems Lab, a travaillé avec Cellini pour déterminer comment les mouches des fruits utilisent les mouvements oculaires pour coordonner rapidement leurs ailes en réponse à ce qu’elles voient.

Même si nos yeux ne sont pas placés à l’arrière de notre tête comme les mouches, les humains peuvent également exécuter un regard stabilisateur dans lequel nous nous concentrons sur une cible avec nos yeux.

« Mais c’est un problème difficile et complexe à comprendre. Comment pouvons-nous, ainsi que les autres animaux, y parvenir si bien ? » dit le professeur Mongeau. « Mon laboratoire s’intéresse à la détection active, une branche de l’ingénierie et de la biologie qui étudie comment le mouvement d’un capteur, comme les yeux scrutant une pièce, peut améliorer la détection elle-même. »

Selon les chercheurs, comprendre comment des animaux comme les mouches utilisent des mouvements oculaires actifs pour contrôler leur vol pourrait grandement améliorer la robotique.

La plupart des robots sont équipés de capteurs fixes, ce qui signifie que la détection et le mouvement ne sont pas interconnectés. Le contrôle du vol des robots pourrait être grandement amélioré si les efforts des capteurs visuels pouvaient être coordonnés.

L’enquête de l’équipe a révélé que les yeux de la mouche des fruits étaient capables de réagir quatre fois plus vite que son corps ou ses ailes. Ces réactions étaient fortement associées, ce qui confirme que les mouches s’appuient fortement sur les mouvements oculaires pour coordonner leurs mouvements d’ailes.

« Nous avons montré que leurs yeux peuvent contrôler et stabiliser leur vision mieux que nous ne le pensions initialement, en réduisant le flou de mouvement », a déclaré Cellini. « Comme dans le sport, ils apprennent aux joueurs de baseball à suivre le ballon des yeux pour réduire le flou et augmenter les performances au bâton. »

Le professeur Mongeau a déclaré que l’une des découvertes les plus significatives est que les yeux des mouches ralentissent les signaux de mouvement visuel envoyés au cerveau pour améliorer leur comportement en vol.

Les chercheurs pensent que la découverte des secrets du monde biologique pourrait avoir de vastes implications technologiques.

« En ingénierie, on apprend à appliquer les principes des mathématiques et de la physique pour résoudre des problèmes », a déclaré Cellini. « Si vous souhaitez construire un robot pour voler sur Mars, vous pouvez utiliser des concepts d’ingénierie pour proposer des solutions potentielles. Mais nous ne sommes pas toujours obligés de développer des idées à partir de zéro ; nous pouvons aussi nous inspirer de la nature.

L’étude est publiée dans la revue Actes de l’Académie nationale des sciences.

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Par Chrissy Sexton, Espèces-menacées.fr Rédacteur