This study concerns the development of an optical compass inspired by the celestial compass of the desert ant Cataglyphis. This bioinspired navigational instrument opens up new opportunities for navigation in the absence of GNSS or GSM coverage for locating outdoors. This pedagogical activity, through the design of the instrument, aims at understand different physical phenomena involved in optical heading detection: Rayleigh scattering of sunlight in the sky, polarization of light and measurement of heading from photosensors. The design and the fabrication of an experimental teaching device are both described. Experiments were performed to allow students (2nd year of master in robotics & IoT) to become familiar with bio-inspired engineering applied to optical heading detection. Students used an Arduino board (8-bit architecture) to address issues related to the real-time processing of microcontroller with limited computational capabilities. Finally, examples of measurements made by students are presented to demonstrate the pedagogical use of such an experimental device for heading measurement in robotics. Our prototype works in the blue visible light and has only 4 photosensors, each one covered with a different orientation of its polarizing filter.

Cette étude concerne le développement d’une boussole optique inspirée de la boussole céleste de la fourmi du désert Cataglyphis. Cette activité pédagogique vise à comprendre différents phénomènes physiques impliqués dans la détection optique de cap : la diffusion de Rayleigh de la lumière du soleil dans le ciel, la polarisation de la lumière et la mesure du cap à partir de photocapteurs. Nous décrivons ici, de manière successive, la conception puis la réalisation d’un dispositif expérimental d’enseignement utilisé au niveau Master 2 pour permettre aux étudiants de se familiariser avec l’ingénierie bio-inspirée appliquée à la détection optique de cap au moyen d’un capteur non conventionnel. Ce dispositif expérimental a été introduit pour la première fois cette année à des étudiants du Master Ingénierie des Systèmes complexes de l’Université de Toulon et à des étudiants du Master de « Mechanical Engineering » (option Fluide et Structure) de Aix-Marseille université. Nous avons ensuite mis l’accent sur l’utilisation de carte Arduino pour aborder les problématiques liées au traitement temps réel des cibles du type microcontrôleur ayant des capacités calculatoires limitées. Enfin, des exemples de production et de mesures faites par les étudiants sont présentés pour démontrer l’exploitation pédagogique qui peut être faite d’un tel dispositif expérimental.