Un robot ressemblant à un oiseau doté d'un nouveau système d'ailes permet un décollage automatique et un vol à basse vitesse
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En 2021, un groupe de scientifiques chinois a conçu le RoboFalcon , un robot à ailes battantes inspiré des oiseaux, doté d'un nouveau mécanisme permettant d'actionner des ailes morphologiques de type chauve-souris, capables de voler. Si ce robot bio-inspiré fonctionnait bien à vitesse de croisière, il était incapable de voler à basse vitesse ni de décoller sans assistance.
Aujourd'hui, le même groupe de chercheurs a amélioré sa conception. Leurs travaux, publiés dans Science Advances , décrivent le RoboFalcon 2.0, doté d'un fuselage de 800 g et de mécanismes d'ailes reconfigurables permettant de combiner battement, balayage et repliement en un seul battement. Ce système d'aile plus sophistiqué permet au RoboFalcon 2.0 de décoller sans assistance et de rester en vol à basse vitesse.
La plupart des robots volants bio-inspirés antérieurs reposaient sur une cinématique d'aile à un seul degré de liberté (DDL) imitant le vol stationnaire symétrique des insectes ou des colibris, au lieu de la cinématique à trois DDL utilisée par les grands oiseaux et les chauves-souris, décrite de manière simpliste comme le battement, le balayage et le repliement des ailes. Pour recréer ces mouvements d'ailes plus complexes, l'équipe a développé des mécanismes reconfigurables utilisant une combinaison de découpleurs permettant le battement, le balayage et le repliement (FSF) en un seul battement.
« Ces mécanismes permettent au RoboFalcon2.0 de décoller et de voler vers l'avant grâce à ses battements ventraux antérieurs descendants et à ses battements ascendants repliés pour générer portance et poussée, soit le décollage à la manière d'un oiseau. L'amplitude de balayage et de pliage des ailes peut également être réglée pour contrôler le tangage et le roulis pendant le battement », expliquent les auteurs de l'étude.
L'équipe a utilisé des expériences en soufflerie , des simulations et des essais en vol réels pour analyser les performances de la conception. Ces essais et simulations ont montré qu'une augmentation de la flèche alaire améliore la portance et l'impulsion en tangage, facilitant ainsi le décollage et le contrôle en tangage. Les auteurs indiquent également que les capacités de décollage et de contrôle en tangage du mouvement alaire FSF ont été vérifiées par leur démonstration en vol réel.
Bien que la nouvelle conception ait franchi plusieurs étapes dans l'ingénierie des robots volants réalistes et ait surmonté l'obstacle du décollage autonome, l'équipe estime qu'elle peut encore être améliorée à l'avenir. Selon eux, un élévateur de queue est nécessaire pour assurer la stabilité à haute vitesse et le rendement énergétique au décollage est inférieur à celui des robots à échelle d'insecte ou des oiseaux réels. Ils ont également constaté que la capacité de vol stationnaire du RoboFalcon 2.0 en conditions réelles est limitée par un manque de contrôle du lacet.
Les auteurs de l'étude écrivent : « Les mécanismes d'actionnement proposés ici imitent davantage la cinématique du vol à basse vitesse des vertébrés volants dans le cadre de la technologie mécanique et réduisent la complexité du contrôle d'attitude grâce à une stratégie de sous-actionnement appropriée. Cela permet un décollage robotisé en battement, jusqu'alors inexploré, utilisant une descente ventrale-antérieure et une remontée repliée, offrant des perspectives et des méthodologies alternatives pour la robotique d'inspiration aviaire et la recherche sur la locomotion aviaire. »
https://techxplore.com/news/2025-09-bird-robot-wing-takeoff-flight.html