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En vidéo : le robot de la taille d'une mouche a pris son envol

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Un drone de la taille d'une mouche s'est envolé ! Pesant à peine 80 mg, le robot est capable de réaliser 120 battements d'ailes par seconde. Il sait aussi imiter une grande variété de mouvements, comme le vol stationnaire. Détails sur ce petit robot promis à un bel avenir.

Le robot, de la taille d'une mouche, a des composants si petits et difficiles à assembler que les ingénieurs ont développé un système de pliage calqué sur celui d’un livre animé, comme sur cet exemplaire de Cendrillon (ici en photo). Cliquez sur l’image pour voir l’animation. © Hans Hartung, Wikipédia, by sa 2.0

La prouesse technologique est de taille. Une équipe de l'université Harvard a réussi à concevoir un robot grand comme... une mouche. Ce diptère compte parmi les créatures volantes les plus agiles sur Terre. Par exemple, la mouche domestique (Musca domestica) mesure entre 5 et 8 mm de long et peut battre des ailes jusqu'à 200 fois par seconde. Pour soutenir une telle fréquence, les muscles alaires de l'insecte sont constitués de fibres qui entretiennent elles-mêmes leurs pulsations. Ces muscles fonctionnent donc automatiquement. Toutes ces caractéristiques réunies permettent aux mouches de voler verticalement ou en stationnaire.


En vidéo, le vol du robot développé par l'équipe du professeur Robert Wood, de l'université Harvard. Le robot ne pèse que 80 mg, et sait imiter nombre de vols de la mouche, y compris le vol stationnaire. © School of Engineering and Applied Sciences, Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering, université Harvard

Ce robot, plus petit que le Delfly Micro de l'université de Delft, présenté en 2008, est le premier de la taille d'une mouche à pouvoir imiter une large gamme de vols, incluant notamment le vol stationnaire. Pour arriver à ce résultat, les ingénieurs ont travaillé 15 ans durant. Kevin Ma et ses collègues d'Harvard viennent tout juste de publier un article décrivant l'engin dans la revue Science.

Ce petit drone est capable de battre des ailes 120 fois par seconde. Ses ailes sont de minces films de polyester, renforcés par des nervures en fibre de carbone. Les muscles de la mouche sont imités par des cristaux piézoélectriques. Ces cristaux présentent la particularité de se déformer lorsqu'on les soumet à un champ électrique. Ainsi, suivant la tension appliquée, ces sortes de muscles cristallins se contractent ou s'étirent.

Le robot volera de ses propres ailes

Le drone est guidé par un ordinateur, qui contrôle ses mouvements et ajuste son comportement. La tension est générée par une alimentation au sol, car pour ce robot de seulement 80 mg, il n'existe pas de pile assez légères. Les modèles qui fournissent suffisamment d'énergie pour le faire fonctionner pèsent à l'heure actuelle 0,5 g, soit presque dix fois le poids que pourrait supporter le drone. Kevin Ma pense qu'il faudra patienter encore entre cinq et dix ans pour que la recherche réalise des piles adéquates suffisamment légères.

Certains composants sont si petits qu'il est extrêmement difficile de les fabriquer de manière conventionnelle. Les chercheurs ont alors eu l'idée d'élaborer un système de pliage, similaire à celui des livres animés pour enfants, qui forme une structure 3D lorsqu'on tourne les pages. Kevin Ma précise qu'« il est plus facile de réaliser des structures en deux dimensions et de les plier en trois dimensions que de faire directement des structures tridimensionnelles ».

Maintenant, le principal enjeu des chercheurs est de rendre autonome ce petit objet volant. On peut imaginer qu'une fois cet objectif atteint, le drone pourrait suivre des insectes volants et fournir des informations sur leurs modes de déplacements. Mais de tels robots seraient aussi utiles pour se faufiler dans des endroits inaccessibles à l'Homme, par exemple lors de missions de reconnaissance après des incidents comme un effondrement d'immeuble. Il est également envisageable de leur faire remplir un rôle de pollinisateur, là où certains insectes manquent à l'appel.

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