Ce quadricoptère modifie sa géométrie en l’air pour réduire ses dimensions et se faufiler dans des interstices étroits. Ses mécanismes sont rudimentaires, seules des charnières et la gravité sont nécessaires.
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De plus en plus agiles et miniaturisés, les drones peuvent se faufiler partout ou presque. Leurs limites sont celles des bras et la longueur des pales que l’on ne voit pas vraiment lorsqu’il s’agit de passer dans un encadrement de fenêtre. Pour s’introduire via des interstices étroits afin de mener des opérations de sauvetage, par exemple, les chercheurs ne manquent pas d’imagination.
Les scientifiques du CNRS ont ainsi mis au point un prototype de drone capable de modifier sa morphologie pour se faufiler dans des passages serrés. Ils ont trouvé l’inspiration chez les oiseaux et les insectes, capables de ce genre de prouesse. C’est encore le biomimétisme qui a guidé des chercheurs de l’université du Maryland (États-Unis) pour concevoir un drone autonome dont la caméra lui permet d’évaluer tout seul les dimensions d’un passage étroit et de s’y faufiler ou pas.
Aux États-Unis, les scientifiques du laboratoire de robotique haute performance (HiPeRLab) de l’Université de Californie à Berkeley, ont souhaité créer une alternative plus simple, avec un quadricoptère lui aussi reconfigurable en plein vol. La différence, c’est qu’il n’a pas besoin de petits moteurs ou d’électronique pour modifier sa géométrie en cas de besoin.
Cela signifie que seule la gravité ou les forces exercées sur la structure servent à modifier l’angle des bras, et ce, grâce à un simple système de charnières. L’avantage, c’est que l’absence d’électronique et de mécanismes dédiés permettent d’économiser de l’énergie et donc de maintenir l’aéronef en vol plus longtemps. Les chercheurs ont baptisé leur prototype Midair Reconfigurable Quadcopter et ils planchent dessus depuis plus de trois ans maintenant.
Sur cette vidéo, on peut voir le fonctionnement du drone avec ses bras dotés de charnières. Ils s’affaissent lorsque la poussée des moteurs est inversée afin de modifier les dimensions du drone temporairement. Avec cette techniques, les deux bras inclinés à la verticale peuvent servir de pince pour transporter des objets. © Université de Californie, à Berkeley
Des charnières et la gravité comme moteur
Concrètement, lorsque le drone cherche à s’introduire dans une ouverture verticale étroite, les moteurs de deux des bras antagonistes inversent leur poussée. Par conséquent, les deux bras en question retombent à la verticale. Pour que cela fonctionne et que le drone ne tourne pas sur lui-même, il faut que les deux bras antagonistes soient décalés. C’est pourquoi la structure du drone est rectangulaire et non pas en forme de carré.
Avec ce procédé, le drone est temporairement plus étroit et peut se faufiler. Autre atout : avec cette poussée inversée et ce système de charnière, les deux bras peuvent servir de pince et être utilisés pour porter des objets et les lâcher ou les déposer ailleurs. Comme autre configuration, il est également possible de faire replier les quatre bras pour passer dans une brèche horizontale. Là encore, les moteurs inversent tous leur poussée et les bras sont rabattus. Le drone tombe, mais sa chute est contrôlée verticalement en adaptant la poussée des moteurs. Dès que l’obstacle est franchi, il peut reprendre immédiatement sa configuration d’origine pour stopper net la chute et repasser en vol stationnaire.
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