Pourquoi les insectes créent le buzz dans le développement de drones

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À mesure que les drones deviennent plus petits, leur marché et leur valeur ne peuvent que s'agrandir; alors quels sont les plus grands domaines exploitant les développements?

Les insectes intéressent depuis longtemps les scientifiques – en tant que ravageurs et porteurs de maladies, et plus récemment, en tant que source de nourriture potentiellement durable, même lorsque les populations d'abeilles s'effondrent, menaçant la pollinisation des cultures.

Il existe 273 types d'insectes volants. Un de leurs secrets les plus insaisissables est de savoir comment ils volent; avec ces modèles de vol continuellement étudiés en tant que bio-robotique, ils pourraient détenir la clé de la prochaine génération de drones.

Les drones à insectes – également appelés micro-véhicules aériens (MAV) ou insectes volants micro-mécaniques (MFI) – sont à la pointe de la technologie désormais bien établie des drones. En peu de temps, les drones ont colonisé les forces armées, l'industrie et le commerce et la vie civile.

Origine des drones

Comme de nombreuses nouvelles technologies – des ordinateurs aux satellites de navigation – les drones ont émergé des laboratoires de recherche militaire. Après une décennie, les drones représentent désormais la moitié de la flotte de l'US Air Force.

Les policiers sont également des utilisateurs importants. La police de Tokyo a sa propre unité de drones dédiée; armés de filets, ces braconniers devenus gardiens de chasse ramassent du ciel des objets volants non autorisés. De plus, aux États-Unis, la Federal Air Administration a enregistré 100 000 drones «non amateurs».

Amazon envisage des escadrons de drones livrant ses colis bruns aux maisons et bureaux du monde entier. À ne pas dépasser, Domino’s a livré en 2013 deux pizzas par drone à Guildford. Le DomiCopter (qui a raté de peu le surnom de Pepperdroney) a mis 10 minutes pour voler deux milles. Le test – ou coup de publicité – a été jugé réussi.

Mettre des drones sur le marché

Le marché de détail des drones a déjà décollé. Dès 2015, quelque 400 000 drones ont atterri dans les maisons pour Noël. À l'échelle mondiale, les ventes combinées commerciales et de détail de drones devraient atteindre 127 milliards de dollars d'ici 2020.

DJI Innovations – un fabricant de drones de premier plan – vaut déjà 8 milliards de dollars, desservant les marchés de l'agriculture et des médias à l'énergie et à la construction, ainsi que les clients non professionnels.

À mesure que les drones deviennent plus petits, leur marché et leur valeur ne peuvent qu'augmenter à mesure qu'ils trouvent de nouvelles applications.

Mais les défis techniques sont formidables. L'aérodynamique n'est qu'un début. Les scientifiques appliquent leurs connaissances durement gagnées aux modèles de vol d'insectes. La rotation de l'aile en forme de 8, combinée à des volets d'aile à grande vitesse, fouette l'air circulant au-dessus de l'aile d'un insecte en une houle de tourbillons de curling. Un vortex agit comme le flux d'air d'une hélice et est essentiel pour le vol stationnaire.

Des drones de la taille d'un insecte ont été développés qui peuvent voler, atterrir puis décoller à nouveau. Mais ils ont tendance à manquer de puissance en raison du temps passé dans les airs.

Des essaims de MAV sont encore loin. Ce n’est pas seulement un défi de miniaturisation. Passer de la taille d'un oiseau à la taille d'un insecte pose de nouveaux problèmes. «Vous ne pouvez pas fabriquer un robot conventionnel en métal et roulements à billes et simplement réduire la conception», explique Ronald Fearing, roboticien à l'Université de Californie à Berkeley, dont le Biomemetics Millisystems Lab recherche des millirobots.

Pourquoi les insectes créent le buzz dans le développement de drones
Les insectes deviennent rapidement des exemples de la taille idéale pour le développement de drones.

D'une part, les règles de l'aérodynamique changent à de très petites échelles et nécessitent des ailes qui battent de manière précise. Résoudre ce problème sera un énorme exploit technique. Les meilleures estimations suggèrent que l'utilisation commerciale répandue des micro-drones est dans 15 à 30 ans.

De nombreux joueurs sont prêts à relever le défi. Des scientifiques militaires de part et d'autre de l'Atlantique, et probablement dans de nombreux autres pays, travaillent sur des insectes de surveillance robotisés.

Le Black Hornet Nano est un micro «véhicule aérien sans pilote» (UAV) militaire développé par Prox Dynamics AS de Norvège. Équipée d'une caméra vidéo, l'unité de 10 cm x 2,5 cm est utilisée par les forces armées en Norvège, en Grande-Bretagne et en Allemagne. Il a été mis en service en Afghanistan en 2012.

Ce drone espion de la taille d'une libellule peut tenir dans la paume de la main d'un soldat. Il a quatre ailes et quatre pattes et peut voler en douceur dans les airs pour se percher sur un rebord de fenêtre ou voler dans une pièce avec des combattants ennemis et faire rapport.

Aux États-Unis, la Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) est célèbre pour ses robots de guerre plus farfelus. Le CICADA (Close-In Covert Autonomous Disposable Aircraft) peut être largué dans un essaim d'un avion et guidé par le GPS embarqué pour écouter les activités ennemies.

Il existe également un fort intérêt commercial – les entreprises technologiques américaines ont publié les premiers prototypes d'insectes robotiques – qui s'étendent au secteur de la vente au détail.

Amazon a récemment obtenu un brevet pour un assistant miniature de véhicule aérien à commande vocale qui pourrait être utilisé par tout le monde, des policiers surveillant les infractions routières aux acheteurs recherchant leurs voitures garées; (pensez à Blade Runner 2049).

Wallmart a déposé un brevet pour des abeilles robots qui pourraient polliniser les cultures de manière autonome. Ce n'est que l'un des six brevets pour l'agriculture des drones avec une gamme de capacités allant de la surveillance des dommages aux cultures à la pulvérisation de pesticides. La motivation de Wallmart est probablement de gagner un contrôle vertical sur sa chaîne d'approvisionnement alimentaire alors qu'elle étend son service de livraison d'épicerie.

Clientèle future

Il est probable que si et quand la technologie est perfectionnée – et les chercheurs militaires l'ont déjà fait – nous ne le saurons peut-être pas avant un certain temps.

Mais les applications commerciales sont susceptibles d'être importantes. Ayant révolutionné la photographie aérienne, les drones d'aujourd'hui effectuent des relevés très détaillés et cartographient les chantiers et les bâtiments. Ils réduisent également le coût des énergies renouvelables en dégivrant les pales des parcs éoliens.

Outre les nombreuses applications potentielles dans l'agriculture, les micro-drones pourraient accélérer la cartographie CCTV et 3D sous terre dans les canaux de service et les égouts, ou permettre aux entrepreneurs en démolition d'évaluer les risques des structures dangereuses à distance.

Beaucoup d'autres futurs clients pourraient faire la queue. Les services de sécurité nationale (et les entrepreneurs commerciaux) sont les bénéficiaires les plus évidents mais, comme pour les autres percées technologiques, la menace pour la vie privée est très réelle. Les résidents se plaignent aujourd'hui de drones planant au-dessus de leurs jardins. Les micro-drones seraient moins intrusifs, mais potentiellement beaucoup plus invasifs, et nécessiteraient une réglementation stricte.

Du côté positif, les drones ressemblant à des insectes pourraient aider l'ONU et les organisations de secours à secourir les victimes de catastrophes naturelles.

Le brevet de Walmart indique également un autre rôle bénin, celui de protéger l'approvisionnement alimentaire. Et le drone sans dard pionnier en tant qu'arme bouclerait la boucle, travaillant dans les champs pour polliniser nos cultures.

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