Les drones robotiques peuvent désormais voler, s'arrêter et se percher comme des oiseaux

Jan 12 2022
Les chercheurs de Stanford ont émulé les pieds et les pattes d'un faucon pèlerin pour permettre à un robot volant d'atterrir et de se percher sur diverses surfaces, ce qui pourrait avoir des implications durables pour la conception et l'utilisation futures des drones.
Ce robot préhenseur, développé par des ingénieurs de l'Université de Stanford à partir d'études sur les oiseaux, peut se poser sur une branche d'arbre et la saisir. Laboratoire Lentink

Lorsqu'il s'agit de faire des manœuvres acrobatiques , les drones aériens semblent rapidement rattraper les oiseaux. Mais les robots volants deviennent également adeptes d'un autre exploit d'agilité aviaire qui est presque aussi incroyable : la capacité d'atterrir et de se percher sur à peu près n'importe quel objet ou surface, allant des branches d'arbres aux fils téléphoniques, sans tomber.

Des chercheurs de l'Université de Stanford, par exemple, ont mis au point un appareil appelé pince aérienne stéréotypée inspirée de la nature, ou SNAG, qui peut être attaché à un drone quadricoptère pour lui donner des pieds et des jambes ressemblant à ceux d'un faucon pèlerin. Lorsqu'il est équipé de l'appareil, le drone est capable de voler autour d'attraper et de transporter des objets et de se percher sur diverses surfaces, selon un communiqué de presse de Stanford daté du 1er décembre 2021, décrivant le travail.

Mais reproduire l'agilité des oiseaux n'était pas facile à faire. Les chercheurs ont filmé une vidéo de petits perroquets faisant des allers-retours entre des perchoirs spéciaux contenant des capteurs pour mesurer les forces physiques d'atterrissage, de perchage et de décollage.

"Ce qui nous a surpris, c'est qu'ils effectuaient les mêmes manœuvres aériennes, quelles que soient les surfaces sur lesquelles ils atterrissaient", a expliqué l'un des chercheurs, William Roderick , dans le communiqué. Roderick est titulaire d'un doctorat. en génie mécanique et auteur, avec les professeurs d'ingénierie Mark Cutkowsky et David Lentink , d'un article sur le projet, publié le 1er décembre 2021, dans la revue Science Robotics. "Ils laissent les pieds gérer la variabilité et la complexité de la texture de surface elle-même", a-t-il déclaré.

Donner à un drone des capacités similaires nécessitait une ingéniosité technologique. SNAG a une structure imprimée en 3D qui imite les os légers d'un faucon, et chacune de ses pattes est équipée d'un moteur pour se déplacer d'avant en arrière et d'un second pour saisir.

Les mécanismes dans les pattes du robot sont conçus pour absorber l'énergie d'impact et la convertir passivement en force de préhension, comme le feraient les tendons d'un oiseau. En conséquence, un drone équipé de l'appareil peut saisir fortement quelque chose en seulement 20 millisecondes. Une fois que les pieds du robot sont enroulés autour d'un perchoir, ses chevilles se verrouillent et un accéléromètre - un appareil qui mesure les vibrations - détecte l'atterrissage et déclenche un algorithme d'équilibrage pour le stabiliser sur le perchoir.

Ailleurs, des chercheurs d'autres institutions travaillent également depuis des années pour donner aux drones la capacité d'atterrir et de s'accrocher à quelque chose. Comme l'explique cet article du Smithsonian de 2019 , le fait de pouvoir atterrir à divers endroits aide les drones à conserver l'énergie qu'ils dépenseraient en restant en l'air. C'est important, car le temps de vol des avions robotiques est limité par la puissance de leur batterie.

Maintenant c'est intéressant

En 2019, des chercheurs de la Northeastern University de Boston ont dévoilé une technologie qui permet à un drone volant de se suspendre la tête en bas comme une chauve-souris, selon un communiqué de presse de l'université .