L'ornithoptère vole et atterrit comme un oiseau

Un oiseau qui se pose sur une branche. La manœuvre peut paraitre banale, mais en fait, elle implique un équilibre extrêmement délicat entre le timing, la vitesse et la précision. Reproduire ce mouvement de façon artificielle est en réalité un exercice très complexe. Jusqu’ici, aucun robot ailé ou ornithoptère n’était parvenu à maîtriser l'exercice.

Raphaël Zufferey, postdoctorant à la Faculté d'ingénierie de l'Ecole polytechnique fédérale de Lausanne a construit et testé son ornithoptère en collaboration avec des collègues de l'Université de Séville en Espagne. L'ornithoptère est une merveille de technologie de 700 grammes développé dans le cadre du projet européen GRIFFIN.

À QUOI ÇA SERT?

"Il s'agit de la première phase d'un projet plus vaste", déclare Zufferey. "Une fois qu'un ornithoptère peut maîtriser l'atterrissage de manière autonome sur une branche d'arbre, il a le potentiel d'effectuer des tâches spécifiques, telles que la collecte discrète d'échantillons biologiques ou des mesures sur un arbre. À terme, il pourrait même atterrir sur des structures artificielles, ce qui pourrait ouvrir de nouveaux domaines d'application."

Les problèmes d'ingénierie liés à l'atterrissage d'un ornithoptère sur un perchoir sans aucune commande externe ont nécessité la gestion de nombreux facteurs que la nature a déjà si parfaitement équilibrés. L'ornithoptère devait être capable de ralentir considérablement lorsqu'il se perchait, tout en maintenant son vol. La griffe devait être suffisamment solide pour saisir le perchoir et supporter le poids du robot, sans être si lourde qu'elle ne puisse pas être maintenue en l'air.

"C'est l'une des raisons pour lesquelles nous avons opté pour une seule griffe plutôt que deux", note Raphaël Zufferey. Enfin, le robot devait être capable de percevoir son environnement et le perchoir devant lui en fonction de sa propre position, vitesse et trajectoire.

Les chercheurs ont réussi tout cela en équipant l'ornithoptère d'un ordinateur et d'un système de navigation entièrement embarqués, complétés par un système externe de capture de mouvement pour l'aider à déterminer sa position. L'appendice patte-griffe de l'ornithoptère a été finement calibré pour compenser les oscillations de haut en bas du vol alors qu'il tentait de se concentrer et de saisir le perchoir.

La griffe elle-même a été conçue pour absorber l'élan vers l'avant du robot lors de l'impact et pour se fermer rapidement et fermement pour supporter son poids. Une fois perché, le robot reste sur le perchoir sans dépense d'énergie.