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Première spatiale : la greffe d'un smartphone sur un robot de la Nasa

Ils flottent en apesanteur, se déplacent seuls et peuvent évoluer dans la Station spatiale internationale. Testés depuis plusieurs années, ces drôles de robots sphériques n’avaient pas de cerveau, ni d’yeux. Ils en ont trouvé, fabriqués par Samsung et en vente dans le commerce…

Trois robots Spheres flottant dans le laboratoire Destiny de la Station spatiale. © Nasa Trois robots Spheres flottant dans le laboratoire Destiny de la Station spatiale. © Nasa

Première spatiale : la greffe d'un smartphone sur un robot de la Nasa - 4 Photos

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L’histoire remonte au siècle dernier quand un professeur du MIT (Massachusetts Institute of Technology) a obligé ses étudiants, pour son premier cours de l’année, à regarder un épisode de Star Wars (A new hope, le premier dans l’ordre de sortie), dans lequel Luke Skywalker se bat, pour entraînement, contre des « droïdes » sphériques volants. (Les amateurs pourront réviser sur cette vidéo de Star Wars et se rendre à la minute 3.) Le professeur, David Miller, aurait (nous dit le communiqué de la Nasa) demandé à ses étudiants : « faites-moi ça ». Et ils l’ont fait. Cela se passe comme ça au MIT…

Ainsi sont nées les Spheres, pour Synchronized Position Hold, Engage, Reorient, Experimental Satellites, que l’on pourrait approximativement traduire par Satellites expérimentaux de maintien de position, d’engagement et de réorientation. Contrairement aux matériels d’entraînement de Luke Skywalker, ces sphères ne flottent qu’en absence de pesanteur et ne peuvent ni servir ni être longuement testées que dans l'espace.

Mesurant 20 centimètres de diamètre et pesant 3,5 kilos, ces robots à peu près sphériques, comme les sortes de boulets de canon que le même MIT prévoit pour surveiller les canalisations de centrales nucléaires, se déplacent en éjectant du gaz carbonique sous pression, par petits jets, et embarquent un système électronique pour contrôler leur position et leurs mouvements.

Les Spheres à l'essai dans l'avion KC-135 de la Nasa lors d'un vol « zéro G », c'est-à-dire simulant une situation d'impesanteur. © Nasa
Les Spheres à l'essai dans l'avion KC-135 de la Nasa lors d'un vol « zéro G », c'est-à-dire simulant une situation d'impesanteur. © Nasa

Simulateurs de rendez-vous

À l’origine, personne ne savait à quoi ils pourraient bien être utiles. On pensait à l’assistance des astronautes, par exemple, comme le fait Robonaut. Et d'imaginer de tels droïdes accompagnant un humain dans un vaisseau spatial ou à l’extérieur. La Nasa et la Darpa (une agence de financement de projets scientifiques dépendant de l’armée) ont même lancé un concours d’idées.

Les Spheres ont bien été construites pour le compte de la Darpa et trois ont rejoint la Station spatiale internationale en 2006. L’une des idées est de simuler des rendez-vous spatiaux automatiques ou des manœuvres. Elles peuvent par exemple servir à tester des vols de satellites en formation, immobiles les uns par rapport aux autres. Le premier problème à régler est alors de réunir plusieurs engins rejoignant la formation à des moments différents voire quelconques (les pilotes d’avion cherchant à voler en patrouille serrée ont le même problème).

Dans l'ISS, Michael Fincke, commandant de l'Expédition 18, en 2009, travaille (s'amuse ?) avec les trois Spheres présentes dans la Station depuis 2006. © Nasa
Dans l'ISS, Michael Fincke, commandant de l'Expédition 18, en 2009, travaille (s'amuse ?) avec les trois Spheres présentes dans la Station depuis 2006. © Nasa

Là-haut, il faut penser autrement

Mais ces robots ayant été conçus il y a plusieurs années et pour des objectifs flous, l’équipe des étudiants de David Miller avait prévu un port externe pour ajouter de l’électronique.

Aux yeux de la Nasa, à qui la Darpa a confié la responsabilité de ces drôle d’engins, il manquait à ces Spheres un processeur et de la mémoire pour y installer des logiciels divers et variés, une caméra pour observer les alentours, des accéléromètres et autres capteurs pour bien contrôler les mouvements ou effectuer des mesures, un écran pour mieux interagir avec les humains et une connexion radio commode, par exemple Wi-Fi.


Greg Chamitoff, astronaute de la Nasa, observant le ballet de trois Spheres. © Nasa/YouTube

Or il y a tout cela dans un smartphone ! Les Spheres ont ainsi subi une sorte de greffe, recevant un Nexus S de Samsung, un appareil qui avait déjà (mais cela n'a sans doute aucun rapport) visité la stratosphère en ballon. Ce téléphone est du coup devenu le premier du genre à recevoir officiellement le droit de voler dans l’espace. Ce qui a été fait lors du dernier voyage de la navette Atlantis.

La Nasa a choisi ce modèle en partie pour son système d’exploitation, en l’occurrence Android, de Google car il s’agit d’un logiciel libre. Il est donc modifiable. « L’accès au code source d’Android nous permet d’adapter le logiciel pour utiliser le téléphone comme un ordinateur compact, bon marché et économe en énergie » explique Mark Micire, ingénieur logiciel de l’Intelligent Robotics Group, qui développe ce système.

On ne reconnaît pas bien le Samsung Nexus S, mais il s'agit bien de son écran de 4 pouces (10 cm) de diagonale. Le téléphone apporte un processeur de 1 GHz, 16 Go de mémoire, un capteur de luminosité, un gyroscope, des accéléromètres et deux appareils photo, dont un de 5 mégapixels. © Nasa/Ames/DW Wheeler
On ne reconnaît pas bien le Samsung Nexus S, mais il s'agit bien de son écran de 4 pouces (10 cm) de diagonale. Le téléphone apporte un processeur de 1 GHz, 16 Go de mémoire, un capteur de luminosité, un gyroscope, des accéléromètres et deux appareils photo, dont un de 5 mégapixels. © Nasa/Ames/DW Wheeler

La Sphere ainsi greffée fera un essai d’inspection de l’ISS et mesurera notamment l’intensité lumineuse en différents endroits ainsi que le bruit de fond, puisque le Samsung Nexus S sait faire cela. La Shere pourrait aussi servir à interviewer un astronaute, ce qui nécessite jusqu’à présent un astronaute-opérateur.

Ce robot expérimental se présente donc comme un prototype d’assistant en tout genre fonctionnant selon des principes originaux, différents de ce qu’un ingénieur habitué au milieu terrestre imagine d’emblée. Dans l’espace il faut réfléchir autrement, une version pragmatique du « Que la Force soit avec toi ».


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