Système BCI (Brain Computer Interface) entièrement intégré, monté sur une blatte siffleuse de Madagascar. Crédit : ROBOMECH Journal (2026). DOI : 10.1186/s40648-026-00344-7
Les insectes cyborgs sont étudiés depuis longtemps en tant que systèmes biohybrides combinant des organismes vivants à de petits dispositifs électroniques. Ces systèmes pourraient un jour permettre d’effectuer des tâches telles que la recherche et le sauvetage en cas de catastrophe, la surveillance environnementale et la détection dans des espaces trop restreints ou dangereux pour les robots conventionnels. Cependant, la plupart des systèmes existants contrôlent les insectes principalement en se basant sur des comportements observables de l’extérieur, comme le fait qu’ils marchent ou s’arrêtent.
Un nouveau concept de circuit de synergie
Des chercheurs de l’Université d’Osaka et leurs collaborateurs ont proposé un nouveau concept appelé Circuit de Synergie des Insectes (ISC: Insect Synergy Circuit), dans lequel l’intelligence artificielle travaille avec les propres signaux biologiques de l’insecte pour soutenir un contrôle plus coopératif.
L’équipe de recherche internationale, dirigée par le professeur Keisuke Morishima de l’École supérieure d’ingénierie de l’Université d’Osaka, en collaboration avec l’Université Diponegoro, a développé et testé un nouveau système d’insecte cyborg bio-intelligent qui intègre à la fois les mouvements du corps et les informations physiologiques internes.
L’étude, publiée dans le ROBOMECH Journal , démontre que l’activité cardiaque, les caractéristiques des signaux neuronaux et les données de mouvement corporel peuvent être mesurées et analysées simultanément par l’IA afin d’estimer l’état interne de l’insecte en fonction de son environnement. Ces informations permettent ensuite de déterminer le moment opportun pour appliquer une stimulation douce et celui où il convient de laisser l’insecte au repos.
Locomotion d’un cafard cyborg grâce à un sac à dos portable permettant la mesure de multiples données biologiques et une stimulation peu invasive. Crédit : Chowdhury Mohammad Masum Refat
« Un insecte est un être vivant, et ses réactions varient d’un individu à l’autre et d’un instant à l’autre », explique le professeur Morishima. « La recherche robotique conventionnelle a souvent adopté une approche unidirectionnelle, consistant à donner des ordres aux animaux. Dans cette étude, nous avons franchi une première étape vers un contrôle biohybride qui s’adapte à l’état de l’animal. Le changement fondamental réside dans le passage du « contrôle » à « l’écoute ». »
Un sac à dos pour décrypter les signaux des insectes
L’équipe a mis au point un sac à dos portable pour les blattes siffleuses de Madagascar, capable de mesurer simultanément le rythme cardiaque, les caractéristiques des signaux neuronaux à basse fréquence et les mouvements corporels. Le système comprend également des dispositifs de stimulation à faible contrainte, notamment la stimulation par ultraviolets pour les changements de direction et la stimulation par vibrations pour la progression.
À l’aide de ce sac à dos, les chercheurs ont recueilli des données dans cinq conditions différentes : conditions naturelles de base, exposition aux ultraviolets, à des produits chimiques, à la chaleur et à la nourriture. Ils ont ensuite entraîné des modèles d’apprentissage automatique pour classifier l’état interne de l’insecte en fonction de son environnement, à partir des données biologiques et de mouvement combinées.
Le modèle hors ligne le plus performant, un classificateur de type forêt aléatoire, a classé cinq conditions environnementales avec une précision globale de 93 %. La classification était particulièrement performante pour les états naturels et liés à l’alimentation, tandis qu’un certain chevauchement est apparu entre les conditions ultraviolettes, chimiques et thermiques, qui peuvent produire des réponses d’évitement similaires.
Validation en temps réel à l’aide d’un cafard cyborg. Un modèle de perception basé sur l’apprentissage automatique classe l’état de l’insecte à partir de données physiologiques et comportementales en temps réel : une classification attractive déclenche une stimulation bloquant l’accès à la nourriture, tandis qu’une classification répulsive supprime toute stimulation. Crédit : ROBOMECH Journal (2026). DOI : 10.1186/s40648-026-00344-7
Guider des cafards cyborgs à travers des labyrinthes
Les chercheurs ont ensuite testé le système dans un labyrinthe à plusieurs compartiments comportant des environnements attractifs et d’autres associés à l’évitement. Les blattes naturelles avaient tendance à rester dans les compartiments contenant de la nourriture et ne parcouraient pas l’intégralité du labyrinthe. En revanche, lorsque les blattes cyborgs étaient guidées par la stratégie de contrôle en boucle fermée basée sur l’ISC , certains individus ont réussi à se déplacer dans l’environnement.
La stratégie de contrôle visait à réduire les interventions inutiles. Lorsque l’IA déduisait que l’insecte était dans un état attractif ou calme, une stimulation pouvait être appliquée pour guider ses mouvements. En revanche, si l’insecte était dans un état d’évitement, par exemple en présence de produits chimiques ou de chaleur, la stimulation était désactivée, lui permettant ainsi de réagir par son propre comportement.
Selon l’équipe, cela représente une avancée importante par rapport au contrôle comportemental, pour aboutir à un contrôle biohybride basé sur l’état interne. Au lieu de considérer l’insecte uniquement comme une plateforme mobile, le système utilise des signaux biologiques internes dans sa boucle de régulation.
Perspectives d’applications plus larges
Ce concept pourrait également s’étendre au-delà des insectes. Puisque l’ISC repose sur l’intégration de signaux biologiques, de mouvements corporels et d’interprétations par l’IA, ce cadre pourrait être appliqué à d’autres organismes vivants ou systèmes de capteurs. À long terme, les chercheurs envisagent des systèmes où organismes biologiques et IA coopéreront de manière plus fluide, soutenant ainsi les technologies cyborgs de nouvelle génération et de nouvelles formes de détection environnementale.
« Ce n’est pas une conclusion, mais un début », déclare le professeur Morishima. « En écoutant les signaux physiologiques des systèmes vivants, nous espérons jeter les bases d’une future communication et coopération entre les systèmes artificiels et les organismes biologiques. »
https://techxplore.com/news/2026-05-ai-insect-body-cyborg-cockroaches.html
