Des cafards cyborgs pilotés à l'aide d'une manette de jeu portable ont franchi un parcours de 2,5 mètres lors de chacun des 25 essais, puis tiré une seringue à ressort sur une cible en silicone, qu'ils ont atteinte dans 72 % des cas. Le Biorobotics Lab de l'université du Queensland, à Brisbane, en Australie, a conçu ces prototypes baptisés Paraborgs, contraction de « paramedic cyborgs » (cyborgs paramédicaux). Le laboratoire a publié ses résultats dans la revue Advanced Science.
Comment sont conçus les Paraborgs
L'équipe a utilisé des blattes fouisseuses géantes d'Australie, Macropanesthia rhinoceros. Avec environ 40 grammes, cette espèce est la plus lourde blatte au monde. Les chercheurs avaient besoin d'un insecte capable de porter plus de la moitié de son propre poids. Un corps de grande taille est aussi plus facile à opérer lors de l'implantation d'une interface cybernétique.
Chaque blatte embarque une électronique légère. Des électrodes sont implantées dans les antennes et dans les cerques, ces petits appendices en forme de queue situés à l'arrière du corps. Un opérateur envoie des signaux sans fil depuis une manette de jeu portable. Ces signaux peuvent faire tourner l'insecte à gauche ou à droite, le faire avancer ou l'arrêter.
La charge utile est l'une des deux suivantes : une caméra sans fil ou un injecteur télécommandé. L'injecteur utilise un ressort pour projeter une seringue remplie de médicament sur une cible proche. Une réaction chimique à l'intérieur de la seringue produit ensuite un jet de dioxyde de carbone. Le gaz fait monter la pression dans la seringue et expulse le médicament.
L'équipe a choisi de ne pas équiper un même animal d'une caméra et d'un injecteur. Le poids et l'encombrement cumulés pourraient nuire à la mobilité en terrain complexe, et deux ensembles électroniques consommeraient davantage d'énergie et réduiraient l'autonomie. Les chercheurs imaginent plutôt des équipes de Paraborgs, où certains insectes portent des caméras et d'autres des injecteurs contenant un médicament potentiellement vital.
Pourquoi un insecte vivant
T. Thang Vo-Doan, directeur du Biorobotics Lab, explique que les insectes cyborgs offrent un raccourci face à certains des problèmes les plus ardus de la robotique. Selon lui, il est extraordinairement difficile de construire une machine de la taille d'un insecte capable d'avancer de façon fiable dans les décombres, d'escalader des surfaces irrégulières, de se relever après une chute, de transporter sa propre source d'énergie et d'avoir encore de la place pour des capteurs. Un insecte vivant possède déjà l'essentiel de cette mobilité. Les chercheurs y ajoutent une interface électronique et exploitent ce que l'animal sait déjà faire.
Des scientifiques ont déjà piloté des scarabées et des papillons de nuit cyborgs. Ces travaux traitaient surtout les insectes comme des plateformes de capteurs passives et se concentraient sur le contrôle de leurs déplacements. Le projet du Queensland est né en 2023 d'une conversation entre Vo-Doan et son collègue Thanh Nho Do, peu avant la Conférence internationale de l'IEEE sur la robotique et l'automatisation de cette année-là. Ils parlaient d'insectes de recherche et sauvetage et se sont demandé ce qui se passe une fois qu'un insecte a trouvé une victime piégée, et s'il pourrait apporter un premier soutien en attendant l'arrivée des secours.
Ce que les essais ont montré
Lors des essais de validation de principe, les Paraborgs ont été guidés sur un parcours de 2,5 mètres jalonné de trois points de contrôle. À l'arrivée, l'injecteur a lancé son aiguille sur une cible en silicone de 8 sur 10 centimètres. Sur 25 essais, les blattes ont réussi le parcours à chaque fois. Elles ont atteint la cible avec l'injecteur dans 72 % des essais.
Les blattes restent vivantes et conservent leurs propres capacités de locomotion. Selon Vo-Doan, les opérateurs ne les pilotent pas comme des robots à roues. La stimulation électrique influence la direction, mais l'insecte génère et contrôle encore une grande part de son mouvement.
Ce que l'équipe considère comme non résolu
Vo-Doan est franc sur les limites. Il affirme que l'équipe ne prétend pas avoir un dispositif médical prêt à être utilisé sur des personnes dès aujourd'hui. Les véritables zones sinistrées comportent des gravats instables, des passages étroits et des difficultés de communication, et l'équipe doit encore apprendre comment l'insecte, l'électronique et l'injecteur se comportent dans ces conditions. Il énumère des questions ouvertes sur le choix et le dosage du médicament, la stérilité, la sécurité de l'aiguille, la fiabilité et la réglementation.
La liste des défis d'ingénierie est tout aussi longue. L'équipe veut compenser les mouvements des victimes, établir une communication sans fil fiable à l'intérieur de structures effondrées et guider les insectes à travers les décombres et la poussière. L'autonomie deviendra plus importante à mesure que l'équipe tentera de faire fonctionner plusieurs cyborgs à la fois. Les Paraborgs auront aussi besoin de meilleurs systèmes embarqués pour suivre leur position et leurs actions, afin que les chercheurs puissent détecter qu'un insecte s'est écarté de sa trajectoire ou est devenu moins réactif.
Les chercheurs s'attendent également à ce qu'une personne piégée puisse être effrayée de voir approcher un insecte cyborg. Vo-Doan suggère d'utiliser des lumières clignotantes, des marquages d'urgence reconnaissables ou un petit haut-parleur annonçant que les secours arrivent.
Analyse : ce que ces résultats établissent et n'établissent pas
Ce résultat compte pour le domaine en raison de ce que change la charge utile. Les insectes cyborgs précédents transportaient surtout des capteurs, si bien que le meilleur résultat possible était de localiser quelqu'un. Un injecteur donne à la plateforme un moyen d'agir, ce que l'équipe du Queensland cherchait justement à tester. La répartition entre porteurs de caméra et porteurs d'injecteur découle aussi d'une contrainte forte : un animal de 40 grammes a une capacité limitée, et l'équipe a sacrifié les capacités de chaque insecte au profit d'une division du travail au sein d'un groupe.
Les chiffres demandent une lecture prudente. Un taux de réussite du parcours de 100 % montre que la méthode de pilotage fonctionnait de façon fiable sur un trajet court et contrôlé. Un taux d'injection de 72 % signifie qu'environ une tentative sur quatre a échoué. La cible était un tampon de silicone de taille fixe, et la source ne décrit aucun test sur des sujets en mouvement, sur des tissus réels ou dans des décombres. Pour un système d'administration de médicaments, un tir manqué est un échec plus grave que pour une caméra, et l'équipe elle-même cite la sécurité de l'aiguille et le dosage parmi les questions ouvertes.
Par rapport aux robots entièrement artificiels, cette approche échange du contrôle contre des capacités. Une blatte vivante offre une mobilité que les petites machines peinent à égaler. Mais Vo-Doan reconnaît que l'animal conserve une grande part du contrôle, ce qui rend le système moins prévisible qu'un robot à roues. La surveillance embarquée de la position et de l'activité, prévue par l'équipe, vise cette faiblesse, mais elle n'a pas encore été démontrée.
Presque tout ce qui sépare ce résultat de laboratoire d'une zone sinistrée reste à prouver : les communications à travers des structures effondrées, la navigation dans la poussière et les gravats, la coordination de plusieurs insectes à la fois et l'autorisation réglementaire d'injecter des médicaments à des personnes. Vo-Doan présente aussi ces travaux comme une contribution à la conception de robots entièrement artificiels, ce qui laisse penser que le cafard est autant une solution transitoire qu'un produit final. Tant que l'équipe n'aura pas rendu compte d'essais en conditions réalistes, les cafards cyborgs doivent être vus comme une démonstration : un porteur vivant peut être guidé jusqu'à une cible et déclencher une injection.