Des chercheurs de l'Université de Zurich (UZH) et de l'EPFL ont développé un drone capable de rétracter ses bras en vol pour pouvoir passer par des espaces étroits et des trous. Une caractéristique très utile pour la recherche de victimes de catastrophes naturelles.

Inspecter des bâtiments endommagés après un tremblement de terre ou pendant un incendie, c'est le genre de défi auquel les drones pourraient répondre, au lieu de sauveteurs humains. Un robot volant pourrait ainsi rechercher des personnes bloquées à l'intérieur et guider les secours.

Mais il faudrait parfois que le drone puisse pénétrer dans le bâtiment à travers une fissure dans un mur, une fenêtre entrouverte ou des barreaux - ce que la taille habituelle d'un tel engin ne permet pas.

Des chercheurs du groupe robotique de l'UZH et du Laboratoire des systèmes intelligents de l'Ecole polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) ont créé une nouvelle sorte de drone inspiré des oiseaux, qui replient leurs ailes en vol pour franchir des passages étroits.

L'appareil peut se replier pour se faufiler à travers des brèches, puis reprendre sa forme originale tout en continuant à voler. Il peut aussi tenir et transporter des objets.

Quatre hélices

"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'UZH et premier auteur de l'article, cité mercredi dans un communiqué des deux institutions.

Les équipes de Zurich et de l’EPFL ont 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.

Drone multiforme

"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.

A l'avenir, les chercheurs espèrent perfectionner la structure de manière à ce que l'engin puisse se replier dans les trois dimensions. Mais surtout, ils entendent développer des algorithmes qui le rendront 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.

Les deux groupes font partie du "National Centre for Competence in Research (NCCR) Robotics", financé par le Fonds national suisse. Ces travaux sont publiés dans la revue IEEE Robotics and Automation Letter.

ats