Voyages sensoriels simulés des mouches avec NeuroMechFly v2 : comprendre le cerveau et le mouvement

ParisLes scientifiques cherchent à comprendre comment les cerveaux gèrent le mouvement chez différentes créatures. La mouche du fruit est un sujet intéressant à étudier en raison de son système nerveux moins complexe. Une équipe de l'EPFL, dirigée par Pavan Ramdya, a mis au point un outil appelé NeuroMechFly v2 pour aider dans cette recherche. Cette simulation recrée la mouche du fruit et montre comment elle se déplace et perçoit son environnement, en utilisant la vue, l'odorat et la mécanique corporelle. Cela permet aux chercheurs d'apprendre comment les mouches du fruit traitent l'information sensorielle via leur système nerveux.

NeuroMechFly v2 apporte des améliorations considérables avec de nombreuses fonctionnalités avancées.

• Anatomie Réaliste : La simulation incorpore des angles détaillés des jambes et des articulations pour reproduire plus fidèlement les mouvements naturels de la mouche des fruits.
• Intégration Sensorielle : Des yeux et antennes virtuels traitent les stimuli visuels et olfactifs, enrichissant l'expérience sensorielle du modèle.
• Environnements Complexes : La mouche évolue à travers différents terrains, réagissant aux stimuli tels que des objets en mouvement ou des sources d'odeur.
• Inférence de l'Activité Neuronale : Cela permet aux scientifiques de prédire les activités neuronales à partir des expériences virtuelles, offrant des perspectives sur les réponses neuronales réelles.
• Intégration de Trajectoire : La mouche simulée utilise le retour d'information des jambes pour rester consciente de sa position spatiale, même avec un apport visuel limité.

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Les projets précédents du groupe de l’EPFL, tels que DeepFly3D et LiftPose3D, montrent des améliorations constantes dans la modélisation informatique du contrôle du mouvement des mouches à fruits. Ces outils utilisent l'apprentissage profond pour suivre de près les mouvements des membres de la mouche, créant ainsi la base des fonctionnalités avancées de NeuroMechFly v2. Ces modèles permettent aux chercheurs d'étudier des systèmes de contrôle comparables à ceux des animaux réels. Ils illustrent comment les fonctions cérébrales collaborent avec les fonctions motrices pour réagir et s'adapter à l'environnement.

Cette recherche établit un lien entre neurosciences et robotique. En étudiant comment les mouches des fruits traitent les informations sensorielles et motrices, nous pouvons améliorer les robots autonomes qui utilisent les données sensorielles pour se déplacer. Cela permettrait de créer des systèmes d’intelligence artificielle capables d'apprendre de leur environnement, les rendant ainsi plus adaptables et fiables. L’étude du retour neural et du traitement de l’information chez les mouches des fruits met en lumière des principes essentiels de l'intelligence biologique, à présent explorés à l’aide de simulations. Ce type de recherche contribue à une meilleure compréhension de l’intelligence animale et permet d’avancer dans le développement de robots et d’IA pouvant fonctionner de manière plus indépendante et adaptable, à l’image des organismes vivants.