Premier robot volant au gré du relief sans accéléromètre grâce à son œil bio-inspiré

BeeRotor – photo Institut des sciences du mouvement Etienne-Jules Marey

Mars 03, 2015 electronique-eci.com

Des chercheurs en biorobotique de l'Institut des sciences du mouvement Etienne-Jules Marey (CNRS/Aix-Marseille Université) ont mis au point le premier robot aérien capable de suivre un terrain accidenté sans accéléromètre. Baptisé BeeRotor, il règle sa vitesse et sait éviter les obstacles grâce à des capteurs de flux optique inspirés de la vision des insectes. Il peut ainsi se déplacer dans un tunnel aux parois inégales et en mouvement, sans aucune mesure de vitesse ni d'altitude.

Tous les aéronefs, des drones à la fusée Ariane, sont actuellement équipés d'accéléromètres afin de connaître la direction de la gravité, et donc du centre de la Terre. Cela leur permet de mesurer leur degré de roulis et de tangage et, à partir de ces données, de stabiliser leur vol. Cet outil indispensable n'a pourtant pas son équivalent chez les insectes qui volent librement sans ces informations.

Les chercheurs Fabien Expert et Franck Ruffier se sont donc inspirés des insectes ailés pour créer BeeRotor, un robot volant captif à 3 degré de liberté (tangage, élévation, avance) capable, pour la première fois, d'ajuster sa vitesse et de suivre le terrain sans accéléromètre ni mesure de vitesse et d'altitude. Avec ses 80 grammes et ses 47 centimètres de long, il évite tout seul des obstacles verticaux dans un tunnel dont les parois sont en mouvement. Pour cela, les chercheurs ont mimé l'aptitude des insectes à se servir du défilement du paysage lors de leurs déplacements. On parle de flux optique, dont le principe s'observe facilement en voiture : sur l'autoroute le monde devant nous est assez stable, mais dès que l'on regarde sur les côtés, le paysage défile de plus en plus vite, jusqu'à atteindre un maximum à un angle de 90 degrés par rapport à la trajectoire du véhicule.

Pour mesurer le flux optique, BeeRotor est équipé de seulement 24 photodiodes (ou pixels) réparties sur le bas et sur le haut de son œil. Cela lui permet de détecter les contrastes de l'environnement et leurs mouvements. Comme chez l'insecte, la vitesse de passage d'un élément du décor d'un pixel à l'autre va livrer la vitesse angulaire de défilement. Lorsque le défilement augmente, c'est que la vitesse du robot augmente ou que la distance par rapport aux obstacles diminue.

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