La libellule-robot hyper-réaliste, drone du futur

Je vous avais déjà présenté des photos de ce petit bijou de technologie dans cet article.

Voici son incroyable vol...

 

"Ce ne serait pas surprenant de trouver horrifiante l'esthétique de cette mécanique du BionicOpter, mais ce serait compréhensible que votre première réaction, à la vue de cette minuscule pièce de technologie, soit un sentiment profond de malaise.
Créé par l'entreprise d'automatisation allemande Festo, le BionicOpter a été conçu pour imiter l'apparence et la dynamique de vol d'une libellule.
Le robot volant ultraléger d'environ 45 cm fonctionne via la télécommande d'un smartphone et peut manœuvrer et voler en stationnaire comme une véritable libellule. Chacune des quatre ailes du robot opère indépendamment des servo-moteurs, permettant à chaque aile de se déformer jusqu'à 90 degrés.

L'entreprise donne beaucoup de détails quant au développement du robot et son fonctionnement mais il y en a peu sur les applications pratiques et sur ce que le BionicOpter, dans notre dos, pourrait nous faire craindre.

Ne vous laissez pas leurrer par la musique envoûtante de la bande son de cette vidéo-démo; bien que superbe, c'est probablement le robot le plus effrayant que vous ayez pu voir.

Vous pouvez regarder ce "copter bionic" voler dans vos cauchemars "futuresques" dans la vidéo ci-dessous".

Traduit de l'article paru en mars 2013 sur le site dvice.com
Signé Adario Strange

 Hyper-realistic robot dragonfly is the drone of the future... now

Adario Strange

  Friday, March 29, 2013 - 12:24pm

It wouldn't be exactly accurate to call the bio-influenced
mechanical aesthetics of the BionicOpter necessarily horrifying, but it would be understandable if your first reaction to the close-up of this tiny piece of machinery is a deep feeling of unease.
Created by German automation company Festo, the BionicOpter
was designed to mimic the look and flying dynamics of a dragonfly. The 1.5-foot-long ultra-light flying robot operates via remote control from a smartphone and can maneuver and hover in place just like a real dragonfly. Each of the robot's four wings operate independently using servo motors, allowing each wing to be twisted by up to 90 degrees.

And while the company offers a great amount of detail regarding the robot's development and operation, there's little in the way of explaining the practical applications of the BionicOpter beyond, you know, making you wonder what an automated robo-stinger in the back might feel like. Don't let the dreamy, hopeful music soundtrack in the video demonstration fool you, this is probably one of the scariest, yet somehow beautiful bits of robotics you've ever seen. You can check out the Bionicopter flying into your futurist nightmares in the video below.

Festo, via Adafruit

 Noushka

Le 'silicium noir' des libellules

Imaginez une chambre d’hôpital,
une poignée de porte ou le plan de travail de la cuisine sans aucune bactérie, sans qu'une goutte de désinfectant ni d'eau bouillante ni même de micros-ondes ne soient nécessaires pour éliminer les microbes.

C'est l'idée derrière une découverte incroyable faite par des scientifiques en Australie. Dans une étude publiée mardi dans la revue Nature Communications (Les Communications de La Nature), ils ont décrit comment une libellule les a amenés à créer une surface nanotechnologique qui annihile les bactéries.

Aeshna affinis

Le tueur de microbes est le silicium noir, une substance découverte accidentellement dans les années 1990 et maintenant considéré comme un matériau semi-conducteur prometteur pour les panneaux solaires. Les scientifiques ont remarqué que sous un microscope à électron, sa surface est une forêt de pointes de 500 nanomètres (500 milliardièmes de mètre) de haut qui déchire les parois cellulaires de n'importe quelle bactérie qui entre en contact avec lui. C'est la première fois qu'on découvre une surface hydrofuge qui ait cette qualité bactéricide.

Anax imperator

 L'année passée, l'équipe menée par Elena Ivanova de l'Université Swinburne de Technologie à Melbourne, a été stupéfaite de constater que les ailes de cigale étaient de puissants éliminateurs de Pseudomonas aeruginsoa - un microbe opportuniste qui infecte également les humains et devient résistant aux antibiotiques.
En y regardant de près, ils ont constaté que la réponse ne se trouve dans aucun composé bio-chimique de l'aile mais dans les "nanopiliers" régulièrement espacés sur lesquels les bactéries sont littéralement déchiquetées en lambeaux lorsqu'elles s'installent sur cette surface. 

Cordulegaster boltonii

Ils sont allés plus loin dans la découverte en examinant les nanostructures surmontant les ailes antérieures d'une libellule australienne (Diplacodes bipunctata). Elles ont des piques un peu plus petites que celles du silicium noir, faisant 240 nanomètres de haut. Les ailes de la libellule et ce silicium ont été testé comparativement en laboratoire et les deux se sont avérés sans pitié envers les bactéries.

Crocothemis erythraea, F

Lisss au contact d'un doigt humain, ces surfaces détruisent 2 types de bactéries, les Gram positifs et les Gram négatifs, aussi bien que les spores et les parois protectrices de certains microbes dormants. 

Les 3 plus visés sont P. aeruginosa, le fameux Staphylococcus aureus (Staphylo doré) et l'ultra-résistant Bacille subtilis, un germe très répandu dans la terre et cousin de l'Anthrax.

Le rythme de l'élimination s'est effectué sur 450 000 cellules de bactéries par centimètre carré par minute sur un temps d'exposition de 3 heures. C'est 810 fois la dose minimum pour infecter quelqu'un avec S. aureus et 77 000 fois celle de P. aeruginosa!

Si le coût de fabrication du silicium noir est un obstacle, il existe beaucoup d'autres options pour créer des surfaces microbicides à une nano-échelle.

"Des nano-matériaux antibactériens aussi efficaces peuvent être fabriqués sur de grandes surfaces", ont-ils écrit.

By Agence France-Presse

Mardi 26 novembre, 2013 18:24 EST

Dragonflys’ ‘black silicon’ found to be potent germ-killer

Imagine a hospital room, door handle or kitchen countertop that is free from bacteria — and not one drop of disinfectant or boiling water or dose of microwaves has been needed to zap the germs.

That is the idea behind a startling discovery made by scientists in Australia.

In a study published on Tuesday in the journal Nature Communications, they described how a dragonfly led them to a nano-tech surface that physically slays bacteria. The germ-killer is black silicon, a substance discovered accidentally in the 1990s and now viewed as a promising semiconductor material for solar panels.
Read on [HERE...]

Noushka

Vision de la libellule: découverte de nouveaux circuits dans leur cerveau

Orthetrum cancellatum
 

Pour les passionnés que nous sommes nous maitrisons instinctivement - à peu près - l'approche des libellules...

A force de les photographier, nous savons à quoi elles sont sensibles: quels sont les mouvements à éviter, effectuer une approche par derrière si possible, des mouvements lents pour nous établir dans leur environnement en douceur sans éveiller leur suspicion et porter des vêtements neutres, si possible "camouflage" (bon, ça ne marche pas à tous les coups mais c'est se donner les meilleures chances!) Nous avons donc perçu et compris globalement leur réactions aux mouvements et la réflexion de la lumière sur ce que nous portons.
On savait déjà que les ommatidies étaient réparties par zones (voir cet article) mais à présent, les scientifiques ont découvert qu'un double circuit pouvait mettre la vision de la libellule en mode "Marche" ou "Arrêt"!

 The vision of dragonflies: discovery of new circuits in their brain
The enthusiasts that we are manage instinctively - more or less - to master the dragonflies approach...
From photographing them often, we know what they are sensitive to: which are the movements to avoid, how to approach from behind when possible, slow our movements to a minimum to get smoothly established in their environment without awakening their suspicion and wearing neutral clothes, such as "camouflage" (well, it doesn't work every time but it gives us better chances!); we thus perceive and understand globally their reactions to movements and the reflection of light on what we wear.

To read about how "Dragonflies can see by switching 'on' and 'off'" ( Phys.org, Aug 15, 2013) please follow the link here above.

Traduit par Noushka de l'article paru le 15 août 2013 dans: Phys.org :

Dans le but d'appliquer leurs découvertes à leurs robots, le Dr. Wiederman et son associé le Pr. David O'Caroll, du Centre de Recherche Neuroscientifique de l'Université d'Adélaïde en Autralie, ont mis à jour un nouveau circuit visuel et complexe de la vision des odonates. Leur cerveau comporterait en fait deux voies opposées - comme des interrupteurs Marche / Arrêt - pour analyser l'information provenant d'objet sombres. Afin de percevoir le bord des objets et leur changement par rapport à la lumière ou à l'obscurité, les insectes, les batraciens et mêmes les humains utilisent 2 canaux indépendants, Marche ou Arrêt (soit ON et OFF). En fait beaucoup de cerveaux d'animaux utilisent ces combinaisons de switch On avec ON ou OFF avec OFF. C'est le cas des libellules en réponse à un objet sombre qui pourrait représenter une proie potentielle.
Les chercheurs ont pu enregistrer les résultats directement depuis les neurones spécialisés dans la sélection des cibles chez les libellules. Ils les ont exposées à des lumières d'intensité changeante ainsi qu'à des cibles claires et sombres.




Ce que dit le DR. Wiederman:
"Bien que nous ayons découvert ces circuits chez ce prédateur aérien, il doivent exister chez nombre d'autres animaux afin de percevoir différents objets. Nous avons découvert que les réactions aux cibles sombres sont bien plus importantes que prévues et que leur capacité à réagir à un objet sombre en mouvement provient de la corrélation entre les circuits opposés OFF avec ON.
La résultante des mécanismes précis qui prennent place dans le cerveau sont d'un grand intérêt pour les neurosciences en général mais également pour solutionner des problèmes de détection et de suivi de cibles.
Comprendre comment fonctionne les systèmes de la vision peut avoir de grands implications comme par exemple le développement de prothèses neuronales et l'amélioration de la vision des robots.
Un projet est actuellement en cours à l'Université d'Adélaïde pour transférer une grande partie de cette recherche dans un robot pour voir s'il peut simuler la vision et le mouvement de la libellule. Ce projet est très avancé et une fois achevé, observer notre libellule autonome sera très excitant".

Noushka

Oxygène et Odonates

Traduit d'un article de David Mosher de la revue "Wired science"
http://www.wired.com/wiredscience/2010/11/huge-dragonflies-oxygen/

Les biologistes sont parvenus à produire des libellules 15% plus grosses que normal en les élevant entièrement dans une atmosphère reproduisant les conditions de la vie sur terre il y a 300 millions d'années!
D'après le paléobiologiste, John Vandenbrooks de l'Université d'Arizona, personne n'était parvenu à élever des Odonates dans les conditions contrôlées de laboratoire. Il en est arrivé à poser la question de savoir comment les différents niveaux d'oxygène ont pu affecter leur croissance à travers les âges?
Nous savons qu'à l'ère du Paléozoïque, il y a environ 300 millions d'années, d'énormes libellules de 60 cm d'envergure volaient sur terre, mais à cette époque le niveau d'oxygène était 50 fois plus élevé qu'aujourd'hui! Ce fait concerne également certains coléoptères mais pas tous les insectes.

http://www.paleodirect.com/pgset2/bu004.htm

JURASSIQUE SUPERIEUR (Malm): 144 milllions d'années.
Magnifique exemple de libellule préhistorique, d'une conservation exceptionnelle, de l'espèce: Anisophelibia helle.

On pourrait trouver bon nombre de réponses dans les bulles d'ambre (qui conservent encore bien des mystères), des différentes ères depuis le Paléozoïque, non seulement quels étaient les niveaux d'oxygène mais comment le métabolisme de ces libellules géantes en a été affecté (ex: impact sur les poumons), comment elles se comportaient, à quelle vitesse volaient-elles et quelles étaient leur taux de performance? Beaucoup de questions intéressantes que se pose Vanderbrooks! Il remarque que les niveaux d'oxygène sont mieux connus à cette époque reculée qu'il y a 125 à 65 millions d'années.


J'ajoute pour le fun des graphiques que je me suis amusée à réaliser il y a déjà 2/3 ans

 

Traduction: Noushka

L'Attention sélective de la libellule

Voici un article que j'ai publié sur mon blog mais qui, me semble-t-il, a sa place ici!

Une découverte importante pour la science cognitive vient d'être réalisée dans le domaine de notre compréhension de la nature et de ses applications en matière de vision des robots.

Des chercheurs à l'Université d'Adélaïde viennent de trouver la preuve que la libellule est capable d'avoir un processus de pensée bien plus élevé qu'on ne le pensait quand elle chasse une proie.
Elle possède donc des cellules cérébrales pour une attention sélective, ce qui n'a été démontré jusqu'ici que chez les primates.

 

Dr Steven Wiederman et son associé le Professeur David O'Carroll (de l'Université du Centre d'Adélaïde de la Recherche de Neuroscience) ont étudié la vision des insectes depuis de nombreuses années.

En utilisant une sonde minuscule en verre, dont le bout fait seulement 60 nanomètres de diamètre (1500 fois plus petit que la largeur de cheveux humains), les chercheurs ont découvert une activité neuronale dans le cerveau de la libellule qui lui permet cette attention sélective. Ils se sont aperçu que la cellule de son cerveau se fixe alors sur une seule cible et elle se comporte comme si les autres cibles n'existaient pas.

Voir la vidéo ci-après qui en montre une en train de chercher une proie et se focaliser dessus une fois repérée, ignorant toutes les autres. On la voit même réaligner son corps vers sa cible. Elles sont capables d'en choisir une seule, même dans un essaim entier d'insectes et de se tenir à celle-ci très précisément.

Ce qui semble évident pour les mammifères l'est beaucoup moins chez les invertébrés et les chercheurs ont été très surpris de découvrir ce phénomène chez des insectes qui vivent sur la planète depuis 325 millions d'années!
La fonctionalité très succincte des neurones de libellule permettant une compréhension simplifiée elle pourra être facilement copiée pour l'ingénierie de la robotique.

La video
 

Le robot dragon...

Inspired by dragonfly flight

Read this interesting English article on Festo's web site [HERE...]

Avec BionicOpter, Festo a réussi a contrôler les caractéristiques complexes du vol de la libellule. Tout comme son modèle dans la nature, cet objet ultra-léger peut voler dans toutes les directions, survoler et planer sans avoir à battre ses ailes. Ce robot peut accomplir 13 manœuvres libres et indépendantes.

Chacune des quatre ailes contrôle son battement et sa rotation individuelle et dispose en plus d'un contrôleur d'amplitude.

L'inclinaison des ailes détermine la direction de la propulsion. Le contrôle de l'amplitude permet à l'intensité de cette propulsion d'être ajustée. Cette combinaison permet à la libellule télécommandée d'assumer presque n'importe quelle position dans l'espace.

Un modèle poids plume intégré :

Cette méthode unique de vol a été rendue possible par une structure légère et l'intégration des fonctions: les composants comme les capteurs, les déclencheurs, les éléments mécaniques et les systèmes de commande à circuit (ouverts ou fermés) sont installés dans un espace très serré et adaptés l'un à l'autre.

Avec cette libellule télécommandée, Festo fait la démonstration d'une communication sans fil en temps réel, un échange continu de l'information ainsi que la capacité de combiner différente évaluations des différents capteurs et que l'identification d' événements complexes et d' états critiques.

Data :
Fréquence des battements d'ailes : entre 15 et 20 Hz
Envergure : 63 cm
Longueur du corps : 44 cm
Poids : 175 g
Manœuvres indépendantes : 13

Inspiré par la nature : le principe complexe des battements d'ailes de la libellule

Ce BionicOpter est une prouesse technique accomplie pour la première fois par Festo

Ces prouesses peuvent être accomplies facilement et intuitivement

 Construction ultra-légère d'un poids minimal, malgré le nombre des composants et des fonctions.

 

Article traduit par Noushka depuis le site festo.com