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Un drone pliable qui se faufile pour des missions de sauvetage

© University of Zurich/Armasuisse

© University of Zurich/Armasuisse

Des chercheurs de l'Université de Zurich et de l'EPFL ont développé un nouveau drone capable de rétracter ses bras en vol et de se rendre suffisamment petit pour pouvoir passer par des espaces étroits et des trous. Une caractéristique particulièrement utile pour la recherche de victimes de catastrophes naturelles.

Inspecter des bâtiments endommagés après un tremblement de terre ou pendant un incendie : voilà le genre de défis auquel les drones pourraient répondre, au lieu des sauveteurs humains. Un robot volant pourrait ainsi rechercher des personnes bloquées à l'intérieur et guider l'équipe de sauvetage vers elles. Mais il faudrait parfois que le drone puisse pénétrer dans le bâtiment à travers une fissure dans un mur, une fenêtre entr'ouverte, ou des barreaux – ce que la taille habituelle d'un drone ne permet pas.

Afin de résoudre ce problème, des chercheurs du Groupe Robotique et Perception de l'Université de Zurich et du Laboratoire de Systèmes intelligents de l'EPFL ont créé une nouvelle sorte de drone. Les deux groupes font partie du National Centre of Competence in Research (NCCR) Robotics, financé par le Fonds National Suisse. Inspiré des oiseaux, qui replient leurs ailes en vol pour franchir des passages étroits, le nouveau drone peut se replier pour se faufiler à travers des brèches, puis reprendre sa forme originale tout en continuant à voler. Et il peut même tenir et transporter des objets.

Des bras mobiles qui se replient autour du corps principal

« Notre solution est très simple d'un point de vue mécanique, mais elle aussi est très versatile et très autonome, car elle embarque à bord des systèmes de perception et de contrôle », explique Davide Falanga, chercheur à l'Université de Zurich et premier auteur de l'article. Comparé à d'autres drones, ce drone métamorphosable peut manœuvrer dans des espaces étroits, et conserve un vol stable en toutes circonstances.

Les équipes de Zurich et de l’EPFL ont travaillé en collaboration et développé un quadrirotor pourvu de quatre hélices tournant de manière autonome, montées sur des bras mobiles qui peuvent se replier autour du corps principal grâce à des servomoteurs. La carte maîtresse est un système de contrôle qui s'adapte en temps réel à toute nouvelle position des bras, et ajuste la poussée des hélices en fonction du déplacement du centre de gravité.

« Le drone métamorphosable peut adopter différentes configurations selon les besoins sur le terrain », ajoute Stefano Mintchev, co-auteur et chercheur à la Faculté des Sciences et Techniques de l'Ingénieur de l'EPFL. La configuration standard est en forme de “X”, avec les quatre bras déployés et les hélices à la plus grande distance possible les unes des autres. Face à un passage étroit, le drone peut passer à une forme en “H”, avec les quatre bras alignés le long d'un axe, ou en forme de “O”, avec les bras repliés le plus près possible du corps du drone. Une forme en “T” peut être utilisée pour amener la caméra embarquée sur le corps central aussi près que possible des objets que le drone doit inspecter.

Premier pas vers des recherches totalement autonomes lors de sauvetages

A l'avenir, les chercheurs espèrent perfectionner la structure du drone de manière à ce qu'il puisse se replier dans toutes les trois dimensions. Mais surtout, ils entendent développer des algorithmes qui rendront le drone réellement autonome, lui permettant de chercher des passages dans un scénario de catastrophe réel, et de choisir automatiquement la meilleure façon de les franchir. « Le but ultime est de donner au drone des ordres de niveau supérieur tels que « entrer dans ce bâtiment, inspecter chaque pièce et revenir », en le laissant déterminer lui-même comment procéder », conclut Davide Falanga.

Contacts EPFL

Prof. Dario Floreano, EPFL, Laboratory of Intelligent Systems 

Phone: +41 21 693 52 30 / Email: [email protected]

Stefano Mintchev, EPFL, Laboratory of Intelligent Systems

Phone: +41 21 693 05 91 / Email: [email protected]

Contacts University of Zurich

Prof. Dr. Davide Scaramuzza, University of Zurich, Director of the Robotics and Perception Group

Tel: +41 44 635 24 07 / E-Mail: [email protected]

Media Relations, University of Zurich

Phone. +41 44 634 44 67 / E-mail: [email protected]

Image: © University of Zurich/Armasuisse

Références

Davide Falanga, Kevin Kleber, Stefano Mintchev, Dario Floreano, Davide Scaramuzza.
The Foldable Drone: A Morphing Quadrotor that can Squeeze and Fly- IEEE Robotics and Automation Letter, 10 December 2018. DOI: 10.1109/LRA.2018.2885575

Paper preprint (free of charge): http://rpg.ifi.uzh.ch/docs/RAL18_Falanga.pdf


Auteur: University of Zurich / EPFL
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