http://www.cf2r.org/chronique_jean_jacques_cecile/fr/chronique_jean_jacques_cecile_52.php?mois=03&annee=2006

Les nano-drones, robots de la miniaturisation extrême

(©Jean-Jacques CÉCILE, 15 mars 2006 – Ce texte extrait de l’ouvrage  
intitulé La guerre des robots à paraître fin mai 2006 aux éditions  
Ellipses) - Dans sa configuration emblématique, le nano-drone présente  
l’aspect extérieur d’un insecte artificiel. Développé par l'Université de  
Berkeley, le Robofly est caractéristique de cette catégorie d’engins.  
Ressemblant à une mouche (fly en anglais), son poids sera limité à 43  
milligrammes notamment grâce à l'emploi de feuilles d'acier inoxydable  
ultraminces pour la cellule et de Mylar pour les quatre ailes. Celles-ci  
battront à cadence rapide grâce à un « micromoteur piézoélectrique composé  
de cristaux ; ils changent de forme lorsque soumis à un courant  
électrique. En faisant varier le courant, les cristaux vibreront  
suffisamment pour que les ailes atteignent le rythme de 180 battements à  
la minute »1. Le Robofly emportera un gyroscope d'un millimètre de  
diamètre conçu par le California Institute of Technology. Peu  
d'informations sont disponibles quant au système d'acquisition et de  
transmission de l’imagerie ; tout juste sait-on que la mouche artificielle  
n'aura qu'une optique unique.

D’autres exemples en matière de nano-drones nous sont offerts par les  
solutions technologiques en cours de développement au sein du Naval  
Research Laboratory (NRL, laboratoire de recherche technologique de la  
marine américaine) ; mentionnons en particulier l’existence d’un prototype  
de deuxième génération connu sous la dénomination de Samara. Le nano-drone  
en question retient une configuration aérodynamique très particulière qui  
le fait ressembler à une samare, ce fruit sec à une seule graine produit  
par les érables, frênes ou ormes et qui, muni d’un seul appendice ailé  
asymétrique, tombe en tourbillonnant. Une autre solution aérodynamique  
innovante est en cours d’étude : le « Biplane Insectoid Travel Engine »  
(moteur insectoïde biplan de déplacement) ou BITE-Wing. L’engin est muni  
de deux paires d’ailes mobiles à cambrure variable se faisant face à la  
manière de pincettes ; elles s’ouvrent et se referment alternativement. Ce  
faisant, ces « pincettes » produisent une compression ainsi qu’une  
dépression de l’air ; ces deux phénomènes conjoints judicieusement dosés  
engendrent des forces orientées dans le sens du déplacement vers l’avant.  
La formule n’est pas sans intérêt. Tout d’abord, elle permet à « l’insecte  
» de voler même en espace clos pour rejoindre un perchoir et, à partir de  
là, remplir une mission d’observation statique au moyen d’un senseur  
embarqué. Ensuite, le mode de propulsion permet à l’engin non seulement de  
voler mais aussi de ramper sur le sol voire de se mouvoir dans l’élément  
liquide à la manière d’une coquille Saint-Jacques qui expulse un jet d’eau  
pour se propulser. Enfin, la symétrie du mouvement des « pincettes »  
induit un avantage indéniable : le vol du nano-drone est naturellement  
équilibré.

Ces engins très spéciaux auront, et c’est une évidence, besoin de capteurs  
à leur mesure et là aussi, tout est à inventer. Une première indication  
témoigne de ce foisonnement d’idées nouvelles bien souvent lié au  
biomimétisme : séduite par les capacités de l’appareil auditif d’une  
mouche, l’Ormia ochracea, à effectuer des écoutes directionnelles, une  
équipe pluridisciplinaire de la Cornell University a, dans le courant de  
l’année 2001, réussi à développer un système reproduisant le processus  
biologique dans le volume ordinairement occupé par une puce informatique.  
A l’époque, le système en question n’opérait que dans le spectre de  
fréquences relatif aux ultrasons mais les premiers essais d’un système  
véritablement opérationnel aux capacités étendues étaient planifiés pour  
2005. Selon des informations non confirmées, le Special Collection  
Service, organisme prenant en charge la pose de systèmes d’écoutes  
clandestins au profit des Central Intelligence Agency et National Security  
Agency, aurait manifesté un certain intérêt. Quoi qu’il en soit, il  
apparaît que le projet a été initié en l’an 2000 grâce à un financement de  
3,15 millions de dollars émanant de la Defense Advanced Research Projects  
Agency2 et a profité de la collaboration du bureau d’études Boeing Phantom  
Works habituellement sollicité pour le développement d’engins  
ultrasecrets. Les recherches ont d’autre part fait l’objet d’une  
communication remarquée dans le cadre de la conférence Aerospace/Defense  
Sensing, Simulation and Controls s’étant tenue du 1 er au 5 avril 2002 à  
Orlando, en Floride. Le système est actuellement connu sous la  
dénomination de « ormiaphone ».

© Jean-Jacques CÉCILE
15 mars 2006

1 « Le robot-mouche ! Quand la miniaturisation robotique ne connaît pas de  
limite ! », 22 septembre 2004, accédé le 5 juin 2005 à l’adresse
http://www.vieartificielle.com/index.php?action=nouvelle&id_nouvelle=717.

2 Susan Barker, « Miles awarded $3.15M project », Research at Binghamton  
University, 12 octobre 2000.

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