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Un drone qui se stabilise comme un funambule

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À l'université de Zurich, en Suisse, une équipe a mis au point une technologie qui permet à un drone de rétablir sa position de vol dans n'importe quelle situation et d'atterrir seul en cas d'urgence, à la manière d'un funambule. Une innovation qui pourrait contribuer à sécuriser les futurs drones-livreurs afin d'empêcher qu'ils ne causent des accidents en cas de défaillance technique.

Ce drone mis au point à l’université de Zurich est équipé d’un système de stabilisation et d’atterrissage automatique. Grâce à une caméra, un capteur de distance et une centrale inertielle, il est capable de rétablir sa position de vol pour s’adapter en cas de bourrasque de vent ou s’il perd la liaison GPS qui le guide. © UZH

À l'heure où le marché des drones est en pleine expansion, que plusieurs sociétés, y compris La Poste, travaillent sur des concepts de drones-livreurs, la sécurité de ces engins volants est un enjeu crucial. Comment empêcher qu'un drone victime d'une défaillance technique ne s'écrase n'importe où, au risque de blesser quelqu'un ou de provoquer un accident ? C'est précisément sur ce sujet qu'ont travaillé des chercheurs de l'université de Zurich, en Suisse. Ils ont mis au point une technologie grâce à laquelle l'appareil peut se rétablir dans n'importe quelle position et atterrir de façon autonome en cas de problème : perte de signal GPS, bourrasque de vent, coupure d'alimentation, etc. Grâce à ce système, il est même possible de faire décoller l'engin en le jetant dans n'importe quel sens, comme on peut le voir dans cette vidéo de démonstration publiée sur YouTube.

Le drone est équipé d'une caméra pointée vers le sol, d'une centrale inertielle qui comprend un gyroscope et un accélérateur à trois axes, d'un capteur de distance et d'un logiciel de vision pour l'analyse des données. Le tout est piloté par un processeur identique à ceux que l'on trouve sur les smartphones. Lorsqu'il est en position de vol stable, le drone prend des points de repère dans son environnement dont il se sert pour se rétablir en cas de problème. « Notre système fonctionne de façon similaire au funambule. Lorsque l'on marche sur une corde, on fixe un point statique dans l'environnement et l'on déplace son poids en conséquence pour rétablir l'équilibre », expliquent les chercheurs qui ont mis au point cet équipement. Le système est suffisamment réactif pour pouvoir opérer dans des endroits exigus. Et, étant donné que la technologie ne repose que sur des capteurs embarqués, elle fonctionne aussi bien à l'extérieur qu'à l'intérieur des bâtiments.

Le drone se sert d'un système de cartographie 3D en temps réel pour identifier une zone dégagée, propice à un atterrissage d’urgence. Les zones rouges symbolisent les reliefs en hauteur (les cubes que l’on voit sur l’image du coin supérieur gauche), les zones bleues les emplacements sûrs. La vignette verte marque le point d’atterrissage que le drone a choisi après analyse. © UZH, YouTube

Des drones pour livrer les poches de sang

En plus de cette méthode de stabilisation, le capteur de distance permet au drone de réaliser une cartographie du sol en 3D en temps réel. Il est capable de mesurer les élévations pour distinguer les bâtiments et les obstacles des surfaces libres. En cas de défaillance importante, l'appareil peut alors identifier un terrain propice à un atterrissage d'urgence et se poser de façon totalement autonome (voir la vidéo de démonstration via YouTube). « Notre technologie permet aux drones d'évoluer de façon sécurisée lorsqu'ils sont hors de vue de l'opérateur, ce qui est crucial pour un usage commercial tel que la livraison de colis », souligne le professeur Davide Scaramuzza, directeur du groupe Robotique et Perception de l'université de Zurich.

Si le recours aux drones-livreurs pour les biens de consommation courante doit encore surmonter de nombreux obstacles techniques et juridiques pour aboutir, il est des domaines ou ce type de transport pourrait apporter de grands avantages. Aux États-Unis, la célèbre Mayo Clinic a récemment émis l'idée d'utiliser des drones civils pour acheminer des poches de sang ou des médicaments rares dans des situations d'urgence ou des zones reculées.

« Nos équipes de transport effectuent environ 2.000 vols par an et, en 2013, elles ont transfusé 200 unités de globules rouges concentrés et 200 unités de plasma à des patients grièvement blessés ou malade durant leur transport », explique le docteur Cornelius Thiels, chirurgien à la Mayo Clinic. « Gérer au mieux les patients gravement malades dans le milieu préhospitalier est un domaine que nous étudions activement. Dans le futur, les drones pourraient jouer un rôle dans l'amélioration des résultats pour ces patients », conclut-il.