Pour la stabilité de l'insecte pendant son vol, les chercheurs ont opté pour quatre ailes disposées en croix. © Harvard

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Un robot volant alimenté par... l'énergie solaire

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Avec ses cinq centimètres de long et un poids de 259 milligrammes, le RoboBee X-Wing ne peut pas embarquer de batterie. Et pourtant, cet insecte robotisé vole grâce des petits panneaux solaires.

Des chercheurs du laboratoire de microrobotique de l'université Harvard aux États-Unis ont publié dans Nature les détails de leur nouveau robot volant qui a la taille d'un insecte. Baptisé RoboBee X-Wing, il décolle en battant des ailes, s'inspirant du monde du vivant, et plus particulièrement des abeilles. Ce type de vol offre de nombreux avantages par rapport aux drones avec des ailes fixes ou quatre rotors, car il permet une plus grande manœuvrabilité pour se déplacer entre des obstacles ou dans des espaces confinés, et les ailes infligent moins de dégâts en cas de collision avec un objet ou une personne.

Créer des robots volants à l'échelle des insectes représente un défi de taille pour les chercheurs. Les matériaux utilisés doivent être robustes mais légers, et les actionneurs et batteries sont loin d'égaler les capacités des tissus organiques. De plus, la reproduction par des algorithmes du vol et de la perception sensorielle des insectes est extrêmement complexe et toujours impossible encore aujourd'hui à mettre en œuvre, même avec un superordinateur, alors qu'un cerveau d'insecte ne contient qu'un million de neurones.

Un robot qui pèse un quart de gramme

Le RoboBee X-Wing est minuscule, mesurant seulement cinq centimètres de long, avec un poids de 259 milligrammes. Un robot si léger ne peut évidemment pas soulever de batterie, qui ferait plusieurs fois son poids. Il est donc alimenté par des panneaux solaires qui pèsent chacun seulement 10 milligrammes.

Néanmoins, la lumière naturelle ne suffit pas à alimenter les actionneurs des ailes, qui utilisent une puissance électrique de 120 milliwatts pour battre à une fréquence de 200 hertz. Contrairement à d'autres robots qui sont alimentés grâce à un laser, ce petit robot se contente de quelques lampes, mais qui représentent tout de même une luminosité triple de celle du soleil. Les chercheurs travaillent sur un second modèle, d'une taille supérieure de 25 %, et qui ne nécessiterait « que » 1,5 fois la lumière solaire.

C'est un véritable exploit technologique qu'ont réussi les chercheurs d'Harvard avec ce robot minuscule qui vole de manière autonome. © Harvard

Un vol « soutenu » sans câble d’alimentation

Le robot a été conçu tout en longueur, avec les ailes au milieu, les panneaux solaires tout en haut, afin de ne pas perturber le flux d'air autour des ailes, et enfin la partie électronique en bas. Le centre de gravité de l'appareil se situe ainsi au niveau des ailes. La partie électronique ne contient pas de système de pilotage, et sert principalement à convertir le courant produit par les panneaux solaires afin de fournir les impulsions de 200 volts nécessaires pour les actionneurs des ailes.

Les chercheurs avaient jusqu'ici tenté de reproduire le mode de vol des insectes à l'identique, avec deux ailes, mais rencontraient des problèmes avec notamment le mouvement de lacet, la rotation autour de l'axe vertical. Le passage à quatre ailes en croix permet une meilleure stabilité. Le robot parvient ainsi à effectuer un vol soutenu de courte durée de manière complètement autonome, sans câble pour l'alimentation, ce qui est une première mondiale. Précisons tout de même qu'il s'agit de vol de l'ordre d'une seconde, avant qu'il ne s'écrase à cause de l'absence de système de pilotage.

  • Des chercheurs étudient la possibilité de faire voler des petits robots sans batterie.
  • Six capteurs solaires de 10 milligrammes captent la lumière pour apporter de l'énergie.
  • Pour la stabilité du vol, le robot volant est équipé de quatre ailes.
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