À l’instar d’un oiseau, ce drone utilise le toucher pour s’agripper aux branches et se reposer.
Un drone à pince agrippé à une branche. Crédit : Université de technologie de Delft – Studio Oostrum
Les drones planent souvent dans les airs, bruyants et émettant un sifflement. Ils sont déjà utilisés pour de nombreuses tâches, mais pas lorsqu’on a besoin de silence. Leurs batteries dureraient également plus longtemps s’ils pouvaient se mettre en veille de temps à autre. Mais lorsqu’un drone surveille une forêt tropicale, l’environnement encombré et son propre bras articulé rendent la vision de sa caméra trop complexe. Jusqu’à présent.
Des chercheurs de l’université de technologie de Delft (Pays-Bas) ont mis au point un drone qui se comporte comme un oiseau : il repère une branche avant de se poser. Grâce à des capteurs tactiles souples intégrés à une main artificielle, le drone détecte le contact avec une branche, en mémorise la position et l’orientation, ajuste sa trajectoire et s’y agrippe fermement. Il est temps de couper les moteurs et de profiter d’un peu de repos.
Publiée dans npj Robotics , cette étude présente une nouvelle approche de la position perchée autonome dans laquelle le toucher devient une source d’information pour l’action.
Grâce à sa pince tactile, ce drone repère une branche. Lorsqu’il en trouve une, il s’y agrippe silencieusement et coupe ses moteurs pour préserver l’autonomie de sa batterie. Crédit : Université de technologie de Delft
Chercher, toucher, aligner, saisir
Traditionnellement, les drones s’appuient fortement sur la vision pour appréhender leur environnement. Ils ont besoin d’une vue dégagée ou d’une modélisation précise d’une branche avant de tenter d’atterrir. Or, les drones qui se fient à la vision deviennent « aveugles » à l’approche d’une cible, car les pinces et les branches obstruent leur champ de vision. En pratique, toutes les études existantes utilisant cette approche visuelle se révèlent impraticables.
Ce drone tactile, quant à lui, commence par une estimation approximative de la position de la cible et l’affine par le toucher. Il décrit un parcours en forme de huit en ouvrant et fermant sa main à trois doigts. À chaque ouverture et fermeture, le premier contact révèle la position et l’orientation de la branche. Le drone pivote et se repositionne jusqu’à ce que les capteurs des trois doigts confirment un contact stable, puis coupe ses moteurs. En cas d’échec de la préhension, il se stabilise en vol stationnaire et recommence.
Atteindre avant de voir
L’idée s’inspire de la façon dont les animaux interagissent avec leur environnement. Les oiseaux utilisent le toucher pour guider les derniers instants d’un atterrissage, détectant une branche grâce à leurs pattes et ajustant leur prise en temps réel. La professeure agrégée Salua Hamaza souhaitait appliquer cette capacité aux robots aériens.
Le drone à préhension tactile nouvellement développé est accroché au bras d’Anton Bredenbeck, chercheur à l’Université de technologie de Delft. Crédit : Université de technologie de Delft – Studio Oostrum
« La vision nous indique la position d’un objet jusqu’au moment crucial, puis notre propre système de préhension nous gêne. Les animaux n’ont pas ce problème car ils complètent la chaîne par le toucher. C’est ce que nous voulions doter d’un drone : la capacité d’atteindre un espace invisible, de percevoir ce qui s’y trouve et de se corriger une fois le contact établi », explique Hamaza, professeur associé à l’université de technologie de Delft.
Le résultat est une main anthropomorphe légère conçue pour voler. Elle possède trois doigts, chacun composé de trois phalanges (segments) dont les proportions s’inspirent de celles de la main humaine. Des ressorts de torsion referment naturellement les doigts, permettant au drone de maintenir sa prise sans consommer d’énergie une fois posé. Un tendon par doigt permet d’ouvrir les doigts, tandis que des coussinets en silicone souple assurent l’adhérence et permettent à la main de s’adapter à différentes surfaces et textures.
Neuf capteurs tactiles répartis sur la main robotique
Chaque phalange est dotée d’un capteur tactile : une petite électrode en cuivre située sous la surface en silicone. Au contact d’un objet, le signal électrique se modifie, produisant un simple signal de contact binaire (oui/non). Ce signal, pris isolément, fournit des informations limitées. Cependant, comme le drone connaît la forme et la position de ses doigts, il peut déterminer précisément le point de contact. Un simple signal tactile se transforme ainsi en un point dans l’espace et en une direction de déplacement.
Gros plan sur les capteurs tactiles de ce drone de conception récente. Crédit : Université de technologie de Delft – Studio Oostrum
« Chaque capteur nous indique seulement qu’il y a quelque chose ici. Mais si vous connaissez la forme de votre main, cela suffit pour reconstituer l’emplacement et l’orientation de la branche. Le drone construit une image de plus en plus précise de la cible simplement en la heurtant », explique Anton Bredenbeck, de l’université de technologie de Delft.
Le toucher comme atout, et non comme handicap
Cette approche est robuste car elle utilise le toucher pour corriger les erreurs de perception. Lors d’expériences en vol, les chercheurs ont constaté que le drone restait fiable même lorsque la position, l’orientation et la taille de la cible étaient mal estimées, contrairement à une stratégie classique basée sur la vision qui échouait rapidement. Ces travaux ouvrent la voie à des drones capables de surveiller des environnements pendant de longues périodes, même là où la vision seule est peu fiable, comme la canopée des forêts, les structures industrielles encombrées ou les lieux dépourvus de systèmes de capture de mouvement.
Plus largement, l’étude suggère un changement de perspective concernant le contact en robotique aérienne : non plus comme un risque à éviter, mais comme une source d’information pour guider l’action. À l’instar des animaux, les futurs drones pourraient utiliser le toucher pour se repérer et trouver des lieux d’atterrissage qu’ils ne peuvent pas encore percevoir clairement.
https://www.tudelft.nl/en/2026/lr/like-a-bird-this-drone-feels-its-way-to-a-safe-landing