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Un premier robot sans fil de la taille d’un insecte a été conçu par une équipe américaine d’ingénieurs.

Le RoboFly est légèrement plus lourd qu’un cure-dent et est alimenté par un faisceau laser.

Les tâches qu’il pourra à terme accomplir sont nombreuses, notamment faire le suivi des cultures dans les champs ou encore détecter des fuites de gaz.

Ce robot-insecte s’envole au moyen d’ailes miniatures, mais n’utilise pas d’hélice comme son cousin le drone.

Sa petite taille est un avantage, puisqu’il n’est pas cher à fabriquer et peut facilement se glisser dans des endroits étroits qui sont généralement inaccessibles aux drones, qui sont plus imposants.

Le RobotFly dans la main d'un de ses concepteurs.

Le RobotFly et ses concepteurs  Photo : Université de Washington/Mark Stone

De la science-fiction à la réalité

Jusqu’à aujourd’hui, les ingénieurs avaient de la difficulté à créer des robots-insectes, puisque ceux-ci ont besoin d’éléments électroniques assez lourds pour alimenter et contrôler leurs ailes, ce qui est un problème pour leur permettre de prendre leur envol.

Le concept de robots volants sans fil de la taille d’un insecte était de la science-fiction. Ne serions-nous jamais capables de les faire fonctionner sans avoir besoin d’un fil?

Sawyer Fuller, ingénieur et chargé de cours à l’Université de Washington

Or, l’ingénieur Sawyer Fuller et ses collègues de l’Université de Washington ont réussi, pour la première fois, à créer un robot-insecte muni d’un « cerveau » totalement indépendant.

Le RoboFly utilise un minuscule circuit intégré qui convertit l’énergie du laser en électricité pour faire fonctionner ses ailes.

Notre nouveau RoboFly sans fil nous rapproche de la réalité.

Sawyer Fuller
Le RoboFly.

Le RoboFly utilise un minuscule circuit intégré qui convertit l’énergie du laser en électricité pour faire fonctionner ses ailes.  Photo : Université de Washington/Mark Stone

Le défi du battement d’ailes

Pour les ingénieurs, recréer un battement d’ailes représentait un véritable défi technique. Un battement demande beaucoup d’énergie, puisqu’il nécessite un contrôleur encombrant pour diriger les ailes difficiles à embarquer sur un si petit robot.

Le premier robot-insecte créé par cette équipe, le RoboBee, était d’ailleurs alimenté et contrôlé par des fils liés au sol. Une contrainte qui ne lui permettait donc pas de fonctionner librement.

M. Fuller et ses collègues sont donc retournés à la table à dessin pour finalement concevoir un robot alimenté par un faisceau laser étroit et invisible. Celui-ci est dirigé vers une cellule photovoltaïque, fixée au-dessus du RoboFly, qui convertit la lumière du laser en électricité.

C’était le moyen le plus efficace pour transmettre rapidement beaucoup d’énergie à RoboFly sans toutefois lui ajouter de poids.

Shyam Gollakota, professeur associé en science informatique et en ingénierie, Université de Washington

Le recours au laser ne permet toutefois pas de fournir assez d’électricité pour déplacer les ailes. Les chercheurs ont donc conçu un circuit qui propulse les 7 volts sortant de la cellule photovoltaïque jusqu’aux 240 volts nécessaires au vol.

Mieux : pour permettre au robot de contrôler ses propres ailes, les ingénieurs lui ont greffé un cerveau sous la forme d’un microcontrôleur installé dans le circuit.

Le microcontrôleur agit comme le cerveau d’une vraie mouche en indiquant aux « muscles » de l’aile quand battre et avec quel effort.

Vikram Iyer, doctorant en génie électrique à l’Université de Washington

En fait, le contrôleur envoie des décharges électriques par vagues afin d’imiter le battement des ailes d’un insecte réel.

À ce stade de son développement, RoboFly ne peut que décoller et atterrir. Une fois que sa cellule photovoltaïque est hors de la ligne directe du viseur du laser, le robot manque d’énergie et atterrit. Mais l’équipe espère pouvoir bientôt diriger le laser pour que le robot-insecte puisse voler en vol stationnaire.

De futures versions pourraient cependant ne pas être alimentées par un laser. Elles pourraient utiliser de minuscules batteries ou encore puiser leur énergie à partir de signaux radiofréquence.

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