Lorsque les pompiers parisiens ont désespérément cherché à sauver Notre-Dame de la dévastation totale, ils ont eu recours à des drones pour leur montrer où ils devaient concentrer leurs efforts et positionner leurs tuyaux.
Entre-temps, UPS a commencé à utiliser des drones, anciennement appelés véhicules aériens sans pilote (UAV), pour transporter des échantillons médicaux à destination et en provenance d'immeubles d'un réseau hospitalier à Raleigh, en Caroline du Nord.
Le département américain de l'Intérieur a récemment annoncé qu'il avait lancé plus de 10 000 vols de drones l'année dernière, soit deux fois plus qu'en 2017. Leur utilisation en réponse à des catastrophes naturelles a considérablement augmenté.
Il n'y a pas de doute que les drones sont devenus un outil de choix pour notre époque, une technologie dont l'utilisation ne fera que croître. Malgré tout leur potentiel, les UAV doivent encore faire face à un défi de taille: la puissance de leur batterie est limitée. La plupart des modèles ne peuvent pas rester en vol plus de 20 minutes avant de manquer de jus. Certains vols peuvent durer 30 minutes, mais c'est généralement la limite.
Les oiseaux le font
Beaucoup de recherches se sont concentrées sur les batteries elles-mêmes. Une start-up nommée Cuberg, par exemple, affirme avoir mis au point une batterie au lithium métal capable de prolonger le temps de vol de 70%.
Mais une équipe internationale de scientifiques a adopté une approche différente, cherchant plutôt des moyens de permettre aux drones d'économiser l'énergie de la batterie en leur permettant de se «reposer» pendant les vols. Plus précisément, ils ont conçu des UAV avec un train d'atterrissage qui leur permet de se percher ou de se tenir en équilibre sur des objets comme des oiseaux.
«Nous avons quelques stratégies différentes en matière de perchage», a déclaré Kaiyu Hang, chercheur à Yale, auteur principal d'une étude récemment publiée dans Science Robotics. «Là où il est totalement perché, où il est accroché à quelque chose, comme une chauve-souris, nous pouvons arrêter tous les rotors et la consommation d’énergie deviendrait nulle.»
Une autre option est ce que Hang appelle «reposant». Il consiste à utiliser un dispositif d'atterrissage qui permet à un drone de se balancer sur le bord d'une surface, telle qu'une boîte ou un rebord. Dans cette position, il pourrait fermer deux de ses quatre rotors, réduisant ainsi sa consommation de moitié environ. Une autre alternative permet à un drone de s’asseoir sur une petite surface, telle qu’un poteau, tactique qui permet de réduire la consommation d’énergie d’environ 70%, selon Hang.
Le concept de drones à percher n’est pas nouveau, mais cette recherche, explique Hang, élargit les types de surfaces sur lesquelles les UAV peuvent reposer. La conception du train d'atterrissage ressemble à une griffe agrippante à trois doigts. Ce qui donne à l'appareil sa polyvalence, ce sont les différentes pièces jointes qui peuvent être montées sur les doigts, en fonction du type de surface qui sera utilisée pour se reposer.
Hang compare le changement d'objectif d'un appareil photo pour s'adapter à différentes conditions. «Il est extrêmement difficile de concevoir un train d’atterrissage qui convienne à tous les environnements», explique-t-il. «Mais si vous le modifiez, il est beaucoup plus facile de concevoir des pinces qui fonctionneront avec les surfaces avec lesquelles le drone va interagir. Il propose différentes solutions au lieu d'une solution unique optimale. "
Neil Jacobstein, un expert reconnu de l'intelligence artificielle et de la robotique de la Silicon Valley qui n'a pas participé à cette recherche, reconnaît ses avantages potentiels. Il dit que, même s'il ne le décrirait pas nécessairement comme une «percée», il pense que cela est «utile en raison de la faible densité énergétique des batteries de drones. La capacité de se percher et de se reposer permet aux drones de conserver leur énergie. "
Prochaines étapes
L’objectif est que ces drones utilisent l’intelligence artificielle pour surveiller un environnement, puis choisir la surface d’atterrissage la plus appropriée, explique Hang. Jusqu'à présent, toutes les recherches ont été effectuées dans un laboratoire, de sorte que les scientifiques ont pu utiliser une caméra externe au lieu de les installer sur les drones. Ils n’ont pas non plus eu à faire face à des courants ou à d’autres conditions météorologiques qui empêcheront les UAV d’atterrir et de se stabiliser sur des surfaces réelles.
«Dehors, nous aurions beaucoup de problèmes d’aérodynamisme à traiter», explique Hang. «C’est l’un des défis du développement futur.» La première étape, a-t-il noté, consistait à créer un prototype capable de montrer ce qui était possible avec des composants modulaires avec train d’atterrissage pour drones. L'équipe, cependant, n'a pas demandé de brevet. C'était plus un projet académique qu'un projet commercial, note Hang.
Mais Hang est enthousiaste à l'idée que ces innovations en matière de conception puissent avoir un impact sur l'amélioration de ce que les drones peuvent faire. En les stabilisant mieux sur différentes surfaces, par exemple, cela les rendrait capables de soulever des objets, ce qu'un UAV en vol stationnaire ne peut pas très bien faire.
«Avec des cordes, un drone pourrait en réalité servir de poulie», dit-il.
Hang imagine également un jour où un drone pourrait atterrir à votre fenêtre pour effectuer une livraison. «Vous n’auriez pas à laisser les drones entrer chez vous», dit-il. «Vous seriez capable de tendre la main et de saisir ce qu'ils livrent. Ce serait comme un oiseau assis sur votre rebord de fenêtre.
