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Le drone qui voit comme un insecte

Pas d’accéléromètre, pas de centrale inertielle : le robot volant BeeRotor ne dispose que d’un équipement minimal pour survoler un terrain accidenté en toute sécurité. Il y parvient en s’inspirant des méthodes de vol des insectes.
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Le drone qui voit comme un insecte
Le drone qui voit comme un insecte © Expert & Ruffier (ISM, CNRS/AMU)

Grâce à son système de vision inspiré de celui des insectes, le robot BeeRotor vole en évitant les obstacles d’un terrain accidenté. Sans accéléromètre ni centrale inertielle, il ajuste sa vitesse et son altitude en mesurant le flux optique, soit la vitesse angulaire des objets qui défilent devant ses capteurs.

BeeRotor, développé à l’Institut des sciences du mouvement (ISM, CNRS/Université d’Aix-Marseille), est le résultat d’années d’études sur le système de vision des insectes, et sur les moyens de le reproduire à l’aide de capteurs de vision et de logiciels de pilotage automatique. Les chercheurs de l’ISM avaient déjà montré l’efficacité du vol piloté par le flux optique sur un petit aéroglisseur.

Avec un seul capteur de 24 pixels et des boucles de rétroaction pour piloter les rotors, le petit drone BeeRotor (80 grammes) réussit à suivre un terrain accidenté en évitant les collisions. Pour simplifier l’expérimentation et la répéter à volonté, le robot est fixé au bout d’une perche. Il effectue des trajectoires circulaires autour d’un axe, tout en conservant 3 degrés de liberté.

Idéal pour les microrobots à ailes

Deux types de capteurs ont en fait été testés. Le premier, Curvace, est une sorte d’œil d’insecte artificiel, constitué de deux demi-cylindres donnant un champ de vision panoramique. Mais les meilleurs résultats – en termes d’évitement d’obstacles — ont été obtenus avec le capteur de 24 pixels, plus simple, mais qui est découplé du corps du robot et se réoriente constamment pour rester parallèle à la pente du terrain suivi.

BeeRotor, robot biomimétique, permet de tester des hypothèses sur la vision des insectes. Mais ce type de système de vision minimaliste pourrait équiper des microdrones, quand les accéléromètres sont trop encombrants pour être embarqués. Et particulièrement les microrobots volants à ailes battantes (inspirés des oiseaux ou des insectes) : les oscillations du vol rendent inopérants les signaux produits par les accéléromètres… Des systèmes spatiaux pourraient aussi en bénéficier, quand chaque économie sur le poids ou la consommation d’énergie est un avantage.

Thierry Lucas

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