Nouvellement développés, les drones de la taille d’insectes résistants aux collisions

Après de nombreuses tentatives précédentes dans le domaine, les chercheurs du Massachusetts Institute of Technology (MIT) ont réussi à mettre en œuvre l’agilité des insectes dans de minuscules robots volants. Comme dans de nombreux cas de technologie robotique, l’équipe s’est inspirée de la nature. Les insectes sont extrêmement acrobatiques et résistants aux collisions en vol, et ils peuvent naviguer efficacement dans des conditions changeantes comme les rafales de vent et les obstacles.

Le professeur Kevin Yufeng Chen est celui qui a construit le système. Il est membre du département de génie électrique et d’informatique et du laboratoire de recherche en électronique.

La recherche a été publiée dans la revue IEEE Transactions on Robotics. Les co-auteurs incluaient Zhiijian, étudiant en doctorat au MIT ; Siyi Xu, étudiant en doctorat à l’Université Harvard ; et Pakpong Chiraattananon, roboticien à l’Université de la ville de Hong Kong.

Robots aériens alimentés par actionneur souple

Les robots aériens reposent sur une nouvelle classe d’actionneurs souples qui leur permettent de surmonter divers défis physiques dans les vols réels. Selon Chen, les robots pourraient éventuellement être utilisés par les humains pour polliniser les cultures ou inspecter les machines dans des espaces restreints.

Les drones actuels nécessitent des espaces ouverts en raison de leur incapacité à fonctionner dans des espaces confinés, en grande partie en raison du fait qu’ils ne peuvent pas gérer les collisions.

“Si nous regardons la plupart des drones aujourd’hui, ils sont généralement assez grands”, dit Chen. “La plupart de leurs applications impliquent de voler à l’extérieur. La question est : Pouvez-vous créer des robots à l’échelle des insectes qui peuvent se déplacer dans des espaces très complexes et encombrés ?”

Selon Chen, “Le défi de construire de petits robots aériens est immense”.

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Alternatives aux moteurs réduits

L’une des principales limitations des drones de plus grande taille est qu’ils nécessitent des moteurs qui perdent leur efficacité lorsqu’ils sont réduits, c’est pourquoi Chen dit qu’il faut trouver des alternatives.

L’alternative principale jusqu’à présent a été un petit actionneur rigide fabriqué à partir de matériaux céramiques piézoélectriques. Ces matériaux étaient responsables de la première génération de petits robots volants. Cependant, ils sont fragiles, ce qui rend difficile pour les robots de résister aux collisions.

Chen a utilisé des actionneurs souples pour développer un robot plus fiable, et contrairement aux actionneurs rigides, ils se composent de cylindres en caoutchouc minces recouverts de nanotubes de carbone. Grâce au processus d’élargissement et de contraction répétés provoqués par les forces électrostatiques produites, les ailes du drone peuvent battre rapidement.

Les nouveaux actionneurs peuvent battre 500 fois par seconde, semblable à un insecte.

“Vous pouvez le frapper lorsqu’il vole, et il peut se rétablir”, dit Chen. “Il peut également effectuer des manœuvres agressives comme des somersaults dans les airs”.

Le drone insectoïde ne pèse que 0,6 gramme, ce qui est presque équivalent à la masse d’un grand bourdon.

“Si vous voulez apprendre comment les insectes volent, il est très instructif de construire un modèle de robot à l’échelle”, dit Chen. “Vous pouvez perturber certaines choses et voir comment cela affecte la cinématique ou comment les forces des fluides changent. Cela vous aidera à comprendre comment ces choses volent”.

Chen espère que les robots pourront être utilisés dans diverses industries, telles que l’agriculture, et les applications potentielles incluent la gestion des cultures et les missions de recherche et de sauvetage.

“Toutes ces choses peuvent être très difficiles pour les robots à grande échelle existants”, dit Chen.