Des chercheurs de l’Institut de Technologie de Californie (Caltech) ont créé un robot transformeur digne de la science-fiction, qui révolutionne la façon dont les machines passent de l’air au sol. L’Aerially Transforming Morphobot (ATMO) peut passer sans interruption du mode drone volant au mode véhicule roulant, grâce à un seul moteur qui contrôle sa transformation.
Contrairement aux robots hybrides classiques qui doivent se poser avant de se reconfigurer, ATMO possède l’intelligence nécessaire pour se transformer en plein vol, ce qui lui permet de rouler immédiatement et d’entamer ses opérations terrestres sans délai. 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 roule. Toute la transformation repose sur un seul moteur qui actionne une articulation centrale, permettant de relever les propulseurs en mode drone ou de les abaisser en mode conduite.
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 utilisent leur corps de différentes manières pour se déplacer », explique Ioannis Mandralis, doctorant en aéronautique à Caltech et auteur principal de l’article. Par exemple, les oiseaux volent puis modifient leur morphologie pour ralentir et éviter les obstacles.
Le défi d’ingénierie était de taille. « Même si cela paraît simple lorsqu’on observe un oiseau atterrir puis courir, en réalité, c’est un problème auquel l’industrie aérospatiale se heurte depuis probablement plus de 50 ans », explique Mory Gharib, professeur Hans W. Liepmann d’aéronautique et de génie biomédical, et directeur du Center for Autonomous Systems and Technologies (CAST) de Caltech. Tous les véhicules volants subissent des forces complexes à proximité du sol. Prenons l’exemple d’un hélicoptère : lorsqu’il atterrit, ses propulseurs projettent une grande quantité 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 cellule de charge et des visualisations de fumée afin de comprendre comment le flux d’air évolue pendant la transformation. Ces observations ont permis de concevoir un système de contrôle intelligent basé sur le contrôle prédictif par modèle, qui permet au robot de prévoir l’évolution de ses mouvements et d’ajuster en temps réel 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.