Des micro-drones capables de tirer jusqu’à quarante fois leur propre masse

Une équipe américano-suisse a développé une famille de micro-drones capables de tirer, grâce à un filin, un élément d’une masse quarante fois plus importante que la leur. Une performance qu’ils doivent en grande partie à deux systèmes d’ancrage dont ils peuvent alternativement être équipés, inspiré pour l’un des pattes d’un reptile : le gecko.

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Des micro-drones capables de tirer jusqu’à quarante fois leur propre masse

Déplacer des montagnes, une véritable gageure que des chercheurs suisses n’ont pourtant pas hésiter à soutenir. En collaboration avec le Département d’ingénierie mécanique de l’Université Stanford, aux États-Unis, l’équipe du Laboratoire de systèmes intelligents (LIS) de l’École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) a en effet mis au point une famille de micro-drones dotés d’une force quasi… herculéenne ! Jusqu’à quarante fois leur propre masse, c’est ce que parviennent à tracter les FlyCroTugs - contraction de « Flying, micro, tugging robots », littéralement « micro-robots volants tracteurs » - des micro-drones ne pesant pas plus d’une centaine de grammes, et tenant au creux de la main. Une prouesse a priori surnaturelle, mais dont la réussite tient, au contraire, en grande partie à la nature elle-même.

C’est en effet le biomimétisme qui a guidé le travail des chercheurs, avec comme point de départ, un hyménoptère particulièrement ingénieux : la guêpe. « [Cet insecte] peut voler rapidement vers de la nourriture, et si la chose est trop lourde pour que la guêpe puisse décoller avec, alors elle la traîne sur le sol. C'était en quelque sorte l'inspiration de départ pour l'approche que nous avons choisie », retrace Mark R. Cutkosky, chercheur au Département d’ingénierie mécanique de l’Université Stanford. Une capacité animale que les chercheurs ont transposée sur leurs micro-drones sous la forme d’un câble et d’un treuil.

Un adhésif bio-inspiré

Pour assurer leur ancrage, les FlyCroTugs peuvent être équipés de deux dispositifs différents. Le premier, un ensemble de 32 micro-pointes en forme d’hameçon, capables de se ficher dans les aspérités de leur surface d’atterrissage ; idéal pour un revêtement rugueux, beaucoup moins lorsqu’il est lisse… Mais une fois encore, c’est une solution biomimétique que les chercheurs ont adoptée : celle d’un adhésif inspiré des pattes du gecko, un reptile capable de grimper sur n’importe quelle surface grâce aux lamelles adhésives présentes sous ses doigts. Un second système d’accroche fonctionnant uniquement par interaction électrique intermoléculaire, et qui assure donc une forte adhérence sans la moindre substance adhésive. « [Grâce aux] forces d'interaction que nous générons avec [ces] mécanismes de fixation, nous obtenons quelque chose […] de très puissant », se félicite le premier auteur des travaux Matthew Estrada, de l’Université Stanford. Une puissance déjà éprouvée au cours d’un test pour le moins convaincant.

En travaillant de concert, deux FlyCroTugs sont en effet parvenus à ouvrir une porte. Fermement maintenu à la surface vitrée de la porte grâce à son adhésif inspiré du gecko, le premier s’est chargé d’actionner la poignée, et ce à l’aide d’une pince placée à l’extrémité de son câble. Le second - agrippé à la moquette cette fois à l’aide du système de micro-pointes - a quant à lui fait glisser un crochet sous la porte, qu’il a ainsi pu tirer vers lui pour l’ouvrir. Une démonstration qui augure des multiples applications offertes par les FlyCroTugs. « Avec ce travail, nous montrons que de petits drones sont capables de s'amarrer à l'environnement et, en collaborant avec des « collègues » drones, peuvent accomplir des tâches typiquement attribuées à des robots humanoïdes ou à des machines beaucoup plus grandes », conclut Dario Floreano, co-auteur des travaux et directeur du LIS. Une perspective particulièrement prometteuse pour l’industrie, dans laquelle « déplacer des montagnes » fait bien souvent partie du quotidien.

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