Des chercheurs de l’Institut de technologie de la Californie (Caltech) ont créé un véritable robot transformeur qui révolutionne la façon dont les machines naviguent entre l’air et le sol. Le Morphobot à transformation aérienne (ATMO) peut passer sans interruption du mode drone volant au mode véhicule roulant, en utilisant un seul moteur pour contrôler sa transformation.
Contrairement aux robots hybrides classiques qui doivent se poser avant de se reconfigurer, ATMO a l’intelligence de se transformer en plein vol, ce qui lui permet de rouler immédiatement et de commencer ses opérations terrestres sans pause. Cette agilité et robustesse accrues pourraient s’avérer particulièrement utiles pour les systèmes de livraison commerciale et les robots explorateurs. Le robot utilise quatre propulseurs pour voler, mais les carénages qui les protègent deviennent les roues du système lorsqu’il passe en mode conduite. Toute la transformation repose sur un seul moteur qui actionne une articulation centrale, permettant de lever les propulseurs en mode drone ou de les abaisser en mode véhicule.
Les chercheurs décrivent le robot et son système de contrôle sophistiqué dans un article récemment publié dans la revue Communications Engineering. « Nous avons conçu et construit un nouveau système robotique inspiré de la nature — de la façon dont les animaux peuvent utiliser leur corps de différentes manières pour réaliser divers types de locomotion », explique Ioannis Mandralis, étudiant diplômé en aérospatiale à Caltech et auteur principal de l’article. Par exemple, les oiseaux volent puis modifient leur morphologie corporelle pour ralentir et éviter les obstacles.
Le défi d’ingénierie était de taille. « Même si cela semble simple lorsqu’on observe un oiseau atterrir puis courir, en réalité, c’est un problème avec lequel l’industrie aérospatiale lutte depuis probablement plus de 50 ans », explique Mory Gharib, professeur Hans W. Liepmann en aéronautique et génie médical et directeur du Centre pour les systèmes autonomes et les technologies (CAST) de Caltech. Tous les véhicules volants subissent des forces complexes près du sol. Pensez à un hélicoptère, par exemple. Lorsqu’il s’approche pour atterrir, ses propulseurs poussent beaucoup d’air vers le bas.
Pour relever ces défis aérodynamiques complexes, l’équipe a mené de nombreuses expériences dans le laboratoire de drones de Caltech, incluant des tests de cellules de charge et des visualisations de fumée pour comprendre comment le flux d’air change lors de la transformation. Ces observations ont permis de concevoir un système de contrôle intelligent basé sur la commande prédictive par modèle, qui permet au robot de prévoir comment son mouvement va évoluer et d’ajuster ses actions en temps réel pour maintenir sa stabilité. L’équipe espère que l’agilité, la résilience et l’intelligence uniques d’ATMO ouvriront la voie à la prochaine génération de machines autonomes, notamment dans les domaines de la livraison, de la recherche et du sauvetage, et de l’exploration planétaire, où l’adaptation à des environnements imprévisibles est essentielle.