Les chercheurs de l’Université Purdue ont mis au point un colibri robotique qui peut réaliser des cascades aériennes caractéristiques du véritable oiseau (Crédit : Purdue University/Jared Pike)
Les oiseaux inspirent les drones depuis des années, mais le colibri est particulièrement agile – sa capacité à planer et à faire des virages serrés pourrait leur apprendre une chose ou deux. C’est exactement ce que les chercheurs de l’Université Purdue ont réussi à faire en construisant un drone inspiré d’un colibri et en lui apprenant à voler à l’aide d’algorithmes formés sur les habitudes de vol naturelles des oiseaux.
Alors que les précédentes tentatives de colibris robotiques étaient plus grandes que nature, lentes et contrôlées par l’homme, le drone de Purdue est presque de la même taille que le véritable oiseau. Il a une envergure de 17 cm et pèse autant qu’un colibri adulte moyen – soit 12 g. De plus, il peut soulever plus de deux fois son propre poids, jusqu’à 27 g. Le tout est enveloppé dans un corps imprimé en 3D qui comporte des ailes en fibre de carbone et des membranes qui battent à des fréquences allant jusqu’à 40 Hz.
Plus important encore, il peut voler comme un colibri. C’est plus impressionnant qu’il n’y paraît pour un robot – ces petits oiseaux sans prétention peuvent réaliser certaines des acrobaties aériennes les plus folles que l’on connaisse, notamment en vol stationnaire et en tournant à 180 degrés en 0,2 seconde.
Les chercheurs ont observé ce genre de manœuvres chez les colibris vivants et ont construit des algorithmes à partir d’eux, puis ont compilé le tout dans une simulation informatique réaliste du comportement du colibri. Ceci a ensuite été utilisé pour apprendre aux robots à prendre leur envol.
Bien que les drones inspirés des colibris ne soient pas nécessairement les plus rapides ou les plus éloignés, leur maniabilité améliorée et leur taille relativement petite leur permettent de se déplacer dans des espaces que d’autres robots ne peuvent occuper. Les chercheurs utilisent l’exemple de l’envoi du drone dans un bâtiment effondré à la suite d’une catastrophe, pour aider à chercher des survivants ou à évaluer les dommages.
Il est intéressant de noter que le robot n’a pas de caméras et qu’il ne peut donc pas encore voir, mais grâce à un sens du toucher électrique et à des algorithmes d’IA qui peuvent analyser ces touches, il pourrait très bien naviguer dans le noir.
« Le robot peut essentiellement créer une carte sans voir son environnement « , explique Xinyan Deng, chercheur principal de l’étude. « Cela pourrait être utile dans une situation où le robot cherche des victimes dans un endroit sombre – et cela signifie un capteur de moins à ajouter lorsque nous donnons au robot la capacité de voir. »
Cependant, avant que d’autres capteurs ne puissent être ajoutés au robot, l’équipe dit que sa puissance de levage a besoin d’être augmentée. Caméras, GPS et autres capteurs pourraient être utiles dans les versions futures, et les batteries lui permettraient de voler librement – dans sa forme actuelle, le robot doit rester attaché à une source d’énergie.
D’autres avantages incluent le fait que le robot peut effectivement voler silencieusement, et peut gérer la turbulence avec facilité. L’équipe a également développé une version « plus » à l’échelle des insectes, pesant seulement 1 gramme.
La recherche doit être présentée la semaine prochaine dans le cadre de trois communications à la conférence internationale de l’IEEE sur la robotique et l’automatisation à Montréal.
https://arxiv.org/abs/1902.09626
