Etude du déplacement d'une fourmi en milieu neutre

Résumé du document

L'observation naïve de notre environnement conduit à un constat : la fourmi, insecte familier, a un déplacement singulier au sein de la biosphère.
Une question nous vient alors à l'esprit : comment un être vivant aussi primaire que la fourmi, ne possédant qu'un cerveau de l'ordre du micromètre, peut-il avoir une trajectoire aussi complexe ? Comment cet insecte s'oriente-t-il s'il est privé de tout repère ? Et enfin est-il possible de modéliser ce parcours chaotique ?

Avant de réaliser l'expérience qui devait répondre à la problématique, des recherches ont été effectuées sur les paramètres d'orientation de la fourmi dans des encyclopédies, des livres et des sites internet.
Résultats : la fourmi s'oriente grâce à des :
- repères olfactifs utilisés classiquement par les fourmis des forêts
- repères visuels (formes géométriques, motifs, couleur….) pour certaines fourmis
- compas solaire
- bruits
- phéromones laissées par les fourmis précédentes

Cependant, ces résultats n'expliquent pas le mode de déplacement de la première fourmi pionnière, par exemple en milieu désertique avec l'absence de tous ces paramètres. Ils ne suffisent pas non plus à programmer un animat réaliste.

Extraits

[...] 1.3 Recherches sur les paramètres d'influence du déplacement des fourmis Avant de réaliser l'expérience qui devait répondre à la problématique, des recherches ont été effectuées sur les paramètres d'orientation de la fourmi dans des encyclopédies, des livres et des sites internet (cf bibliographie). RESULTATS : la fourmi s'oriente grâce à des: repères olfactifs utilisés classiquement par les fourmis des forêts repères visuels (formes géométriques, motifs, couleur pour certaines fourmis compas solaire bruits phéromones laissées par les fourmis précédentes Cependant, ces résultats n'expliquent pas le mode de déplacement de la première fourmi pionnière, par exemple en milieu désertique avec l'absence de tous ces paramètres. [...]

[...] EXEMPLE : La fourmi part ici à t0 avec une orientation de 3 et non de 0. RESOLUTION AVEC EXCEL : =SI(A2+(8-C2)>7;A2-C2;A2+8-C2) Valeurs négatives : deuxième problème Nous sommes confrontées à un autre problème pour mettre sous forme de graphique les données : lorsque la fourmi passe d'une orientation 7 à elle fait un angle de alors que sur le graphique, cela apparaîtra comme un angle de 315° RESOLUTION AVEC EXCEL : Nous effectuons donc une conversion des données ( et =SI(C17>4;C17-8;C17) Conversion en degré : troisième problème La dernière étape consiste à convertir les indices en degré . [...]

[...] Ils ne suffisent pas non plus à programmer un animat réaliste L'expérience 2.1 Protocole 2.1 .1But Trouver une modélisation du trajet d'une fourmi dans un milieu privé de repère Matériels et conditions de l'expérience MATERIEL - Webcam reliée au PC - Caisse blanche sans motif - Potence - Fourmi - PC muni du logiciel virtualdub de chronophotographie CONDITIONS : - lumière homogène et faible - aucune odeur - couleur neutre - Silence Photo de l'expérience Protocole Placer la fourmi au milieu de la feuille blanche et déclencher simultanément la webcam Stopper la webcam lorsque la fourmi sort du champ de vision de la caméra située à distance respectable des bords Recommencer 8 fois 2.2 Traitement des données Utilisation du logiciel de chronophotographie Afin de mesurer toutes les 10 ms la direction de la fourmi, nous avons utilisé un logiciel de chronophotographie (virtualdub), obtenant ainsi 3988 images à partir de la séquence vidéo Changement du curseur de la souris Afin de repérer sur l'écran les changements de direction de la fourmi à chaque image, nous avons créé un curseur paramétré à l'aide de Paint et d'un logiciel de création de curseur (AWicon): Pour des facilités de lecture et de transfert, les axes sont numérotés de 0 à 7. Protocole de changement de curseur : Aller dans paramètre de l'ordinateur ⇒panneau de configuration ⇒impression et autres périphériques⇒souris⇒pointeurs⇒parcourir (CD fourmis)⇒curseur⇒sélection du symbole du curseur) Entrées des données sur Excel 3 Hypothèses 3.1 Conversion des données 3.1 .1Point de départ fixe : premier problème La fourmi n'est pas partie à chaque séquence avec une orientation fixe. Pour chacune d'entre elles, nous déterminons donc l'orientation X de la fourmi au temps t 0 et nous convertissons les données. [...]

[...] DESCRIPTION DU TEST KHI DEUX : Le test d'hypothèse du est un des tests les plus employés en statistiques Np théorie xi = pratique Résultats du test KHI DEUX Ensuite, il est nécessaire de comparer les résultats avec une table de KHI DEUX qui donne le pourcentage de validation de l'hypothèse en fonction du nombre de critères - 1. Dans notre cas : 8 - 1=7 Table de KHI DEUX Or : - 0,024712097 [...]

[...] Etude du déplacement d'une fourmi en milieu neutre Sommaire 1 Introduction Constat:la fourmi est un insecte au déplacement singulier dans le monde animal Problématique Recherche sur les paramètres d'influence du déplacement de la fourmi 2 L'expérience Protocole de l'expérience Traitement des données 3 Hypothèses 4 Validation des hypothèses 5 Application pratique des résultats de l'expérience avec la fabrication d'un robot animat 6 Bibliographies Introduction 1.1 Constat L'observation naïve de notre environnement conduit à un constat : la fourmi, insecte familier, a un déplacement singulier au sein de la biosphère. Les exemples communs ci-dessous le démontrent: DEPLACEMENT DE QUELQUES REPRESENTANTS DE CHAQUE FAMILLE DU MONDE ANIMAL DEPLACEMENT SINGULIER DE LA FOURMI 1.2 Problématique Une question nous vient alors à l'esprit : comment un être vivant aussi primaire que la fourmi, ne possédant qu'un cerveau de l'ordre du micromètre, peut-il avoir une trajectoire aussi complexe ? Comment cet insecte s'oriente-t-il s'il est privé de tout repère ? [...]