Un robot capable d'apprentissage automatique qui vole comme une chauve-souris

Composé d’une structure légère et robuste, le robot chauve-souris Festo mime les techniques de vol de son homologue biologique. En voici les détails et les bénéfices que pourrait apporter son système d’apprentissage automatique pour l’industrie.

 

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Un robot capable d'apprentissage automatique qui vole comme une chauve-souris

Le BionicFlyingFox de Festo est un robot chauve-souris qui s’inscrit dans la droite lignée du goéland argenté SmartBird (2011), de la libellule BionicOpter (2013) ou encore des papillons eMotionButterflies (2015), tout droit sortis du laboratoire Bionic Learning Network de Festo. Les ingénieurs et designer étudient la façon dont les modèles biologiques se comportent en vol, pour le reproduire sur des robots, et ainsi servir l’industrie. Ce que l’on appelle le biomimétisme.

D’une envergure de 228 cm et d’une longueur de corps de 87 cm, le robot chauve-souris ne pèse que 580 grammes. Et pour cause : son corps est fait de mousse et son squelette est constitué de tiges de carbone fraisées et de pièces imprimées en 3D. Sans oublier ses ailes, qui lui offrent sa spécificité de vol : elles sont séparées en deux (une primaire et une secondaire pouvant être contrôlées et dépliées individuellement) et recouvertes d’une membrane élastique qui s’étend des ailes jusqu’aux pieds. Celles-ci sont actionnées grâce à un moteur à courant continu sans balais de neuf grammes placé dans le corps du robot.

Une structure légère mais robuste

La membrane ultra-fine et ultra-légère, tout en restant robuste, se compose de deux films étanches et d’un tissu en élasthane tricoté. La structure en nid d’abeille du tissu empêche qu’une petite fissure ne s’élargisse et permet ainsi au robot de continuer de voler même s’il subit des dégâts mineurs.

Autre particularité de la chauve-souris : elle contrôle la courbure de la membrane avec ses doigts, ce qui lui permet de se déplacer aérodynamiquement et agilement dans l’air. Et ceux, même lorsque les manoeuvres se font en vol lent.

Un vol semi-autonome

BionicFlyingFox se déplace de manière semi-autonome dans un espace défini. Une personne la fait décoller et atterrir, puis le pilote automatique du robot prend le relais en vol. Ce dernier communique avec un système de suivi de mouvement : l’installation enregistre constamment sa position, planifie les trajectoires de vol pour ensuite fournir les commandes de contrôle. Le système de suivi des mouvements est composé de deux caméras infrarouges fixées sur une plateforme leur permettant d’être pivotées et inclinées de manièr à pouvoir suivre l’ensemble du vol du robot depuis le sol. Les caméras détectent la chauve-souris grâce à des marqueurs infrarouges positionnés sur les pattes et les extrémités des ailes.

Les informations de vol sont envoyées vers un ordinateur central qui, à l’image d’un contrôleur aérien, évalue et coordonne le vol. Les trajectoires sont pré-programmées, mais le robot calcule les mouvements d’ailes requis pour réaliser la trajectoire de vol idéale. De plus, celui-ci est capable d’apprendre pour améliorer constamment sa technique. Il peut ainsi optimiser son comportement en vol pour suivre plus précisément les parcours spécifiés par l’ordinateur central.

Des apports pour l’industrie

« La chauve-souris artificielle fournit également des résultats importants pour l’automatisation industrielle », précise Festo dans la présentation de sa nouveauté. « Dans la production future, l’intelligence du système de contrôle central sera divisé en sous-systèmes et composants. Même des pièces uniques deviendront intelligentes et sauront dans quel produit elles sont fabriquées. Elles pourront ainsi communiquer avec les machines et leur dire comment elles doivent être traitées. »

En vidéo, la chauve-souris robotique de Festo :

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