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Les nano-drones, robots de la miniaturisation extrême

22 Mars 2009, 22:47pm

Publié par Grégory SANT



 - Dans sa configuration emblématique, le nano-drone présente l’aspect extérieur d’un insecte artificiel. Développé par l'Université de Berkeley, le Robofly est caractéristique de cette catégorie d’engins. Ressemblant à une mouche (fly en anglais), son poids sera limité à 43 milligrammes notamment grâce à l'emploi de feuilles d'acier inoxydable ultraminces pour la cellule et de Mylar pour les quatre ailes. Celles-ci battront à cadence rapide grâce à un « micromoteur piézoélectrique composé de cristaux ; ils changent de forme lorsque soumis à un courant électrique. En faisant varier le courant, les cristaux vibreront suffisamment pour que les ailes atteignent le rythme de 180 battements à la minute »1. Le Robofly emportera un gyroscope d'un millimètre de diamètre conçu par le California Institute of Technology. Peu d'informations sont disponibles quant au système d'acquisition et de transmission de l’imagerie ; tout juste sait-on que la mouche artificielle n'aura qu'une optique unique.

D’autres exemples en matière de nano-drones nous sont offerts par les solutions technologiques en cours de développement au sein du Naval Research Laboratory (NRL, laboratoire de recherche technologique de la marine américaine) ; mentionnons en particulier l’existence d’un prototype de deuxième génération connu sous la dénomination de Samara. Le nano-drone en question retient une configuration aérodynamique très particulière qui
le fait ressembler à une samare, ce fruit sec à une seule graine produit par les érables, frênes ou ormes et qui, muni d’un seul appendice ailé asymétrique, tombe en tourbillonnant. Une autre solution aérodynamique innovante est en cours d’étude : le « Biplane Insectoid Travel Engine » (moteur insectoïde biplan de déplacement) ou BITE-Wing. L’engin est muni de deux paires d’ailes mobiles à cambrure variable se faisant face à la manière de pincettes ; elles s’ouvrent et se referment alternativement. Ce faisant, ces « pincettes » produisent une compression ainsi qu’une dépression de l’air ; ces deux phénomènes conjoints judicieusement dosés engendrent des forces orientées dans le sens du déplacement vers l’avant. La formule n’est pas sans intérêt. Tout d’abord, elle permet à « l’insecte » de voler même en espace clos pour rejoindre un perchoir et, à partir de là, remplir une mission d’observation statique au moyen d’un senseur embarqué. Ensuite, le mode de propulsion permet à l’engin non seulement de voler mais aussi de ramper sur le sol voire de se mouvoir dans l’élément liquide à la manière d’une coquille Saint-Jacques qui expulse un jet d’eau pour se propulser. Enfin, la symétrie du mouvement des « pincettes » induit un avantage indéniable : le vol du nano-drone est naturellement équilibré.

Ces engins très spéciaux auront, et c’est une évidence, besoin de capteurs à leur mesure et là aussi, tout est à inventer. Une première indication témoigne de ce foisonnement d’idées nouvelles bien souvent lié au biomimétisme : séduite par les capacités de l’appareil auditif d’une mouche, l’Ormia ochracea, à effectuer des écoutes directionnelles, une équipe pluridisciplinaire de la Cornell University a, dans le courant de l’année 2001, réussi à développer un système reproduisant le processus biologique dans le volume ordinairement occupé par une puce informatique. A l’époque, le système en question n’opérait que dans le spectre de fréquences relatif aux ultrasons mais les premiers essais d’un système véritablement opérationnel aux capacités étendues étaient planifiés pour 2005. Selon des informations non confirmées, le Special Collection Service, organisme prenant en charge la pose de systèmes d’écoutes clandestins au profit des Central Intelligence Agency et National Security Agency, aurait manifesté un certain intérêt. Quoi qu’il en soit, il apparaît que le projet a été initié en l’an 2000 grâce à un financement de 3,15 millions de dollars émanant de la Defense Advanced Research Projects Agency2 et a profité de la collaboration du bureau d’études Boeing Phantom Works habituellement sollicité pour le développement d’engins ultrasecrets. Les recherches ont d’autre part fait l’objet d’une communication remarquée dans le cadre de la conférence Aerospace/Defense Sensing, Simulation and Controls s’étant tenue du 1 er au 5 avril 2002 à Orlando, en Floride. Le système est actuellement connu sous la dénomination de « ormiaphone ».

© Jean-Jacques CÉCILE Source : osdir.com
Ce texte extrait de l’ouvrage intitulé La guerre des robots aux éditions  Ellipses

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