Un essaim de drones autonome capable de naviguer à travers une forêt de bambous

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Les drones ont été capables de traverser une dense forêt de bambous. (Vue d'artiste) | Yuman Gao et Rui Jin/AFP
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Si on l’a souvent vu illustrer des films de science-fiction, le déplacement de drones autonomes en essaim est un défi technologique à bien des égards. En Chine, une équipe de chercheurs de l’Université de Zhejiang est pourtant parvenue à expérimenter avec succès plusieurs vols dans des environnements et conditions complexes, tels qu’une forêt de bambous.

Star Wars, Prometheus, Blade Runner… Les chercheurs ne se privent d’ailleurs pas d’évoquer en introduction de leurs travaux de recherche ces célèbres films pour présenter leurs avancées. « Ici, nous faisons un pas en avant (vers) un tel avenir », écrit l’équipe, dirigée par Xin Zhou. Ces travaux, publiés dans la revue Science Robotics, montrent notamment des vidéos de plusieurs drones évoluant avec fluidité en formation à travers des terrains accidentés et encombrés, comme une forêt de bambous.

On peut y voir des petites machines, pas plus grandes que la paume d’une main, qui évoluent entre les branchages, ajustent leur trajectoire pour mieux se retrouver ensuite, slaloment à travers les bambous pour trouver le passage le plus adapté…

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« Des essaims de drones ont été testés dans le passé, mais soit dans des environnements ouverts sans obstacle, soit avec l’emplacement de ces obstacles programmés », a expliqué à ce sujet Enrica Soria, roboticienne à l’EPFL dans un communiqué de l’AFP. Ces drones représentent donc un véritable petit concentré de technologie. Chaque appareil est équipé de caméras de profondeur, de capteurs d’altitude, et d’un ordinateur de bord capable de calculer des trajectoires en temps réel. Les drones sont aussi connectés entre eux, ce qui leur permet d’agir comme un « essaim », gardant une formation de groupe tout en la déformant à loisir pour s’adapter aux changements de l’environnement.

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Pour faire évoluer cet essaim de drones dans tout type d’environnement, les scientifiques ont été amenés à trouver un équilibre entre différentes contraintes, représentées ci-dessus. ©Xin Zhou et al.

Une intelligence artificielle anticipe les collisions, optimise l’efficacité du vol en même temps que la coordination de l’essaim. La trajectoire appliquée ne dépend donc d’aucune infrastructure extérieure, comme une localisation GPS. Toutes ces possibilités requéraient de marier différentes contraintes difficiles à accumuler, selon les chercheurs : de petites machines, légères, mais avec une puissance de calcul élevée, et capables de calculer par elles-mêmes des trajectoires sûres sans allonger considérablement le temps de vol.

Un système inspiré du vol des oiseaux

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« Le système proposé est similaire à celui des oiseaux capables de voler librement à travers la forêt tout en évitant les obstacles et autres créatures en mouvement », affirment les chercheurs dans le document présentant la technologie. Ces drones en essaim pourraient avoir des usages très variés, que les scientifiques ont commencé à énumérer. En cas de catastrophe naturelle, ils pourraient être envoyés pour reconnaître le terrain, identifier les aides à apporter, entrer dans des bâtiments potentiellement dangereux… Grâce à leur coordination, ils pourraient même être capables de transporter et de livrer des objets.

Un autre usage possible est celui de la cartographie aérienne, notamment dans des zones où l’accès humain est difficile. Pour des études sur l’environnement, l’introduction de tels drones dans des milieux naturels éviterait aussi la présence humaine. Des tests ont été effectués dans différents scénarios. Les drones ont ainsi été amenés à traverser une forêt de bambous, éviter les collisions dans une zone où de nombreux autres drones étaient en vol, ou encore suivre un être humain qui devait leur indiquer le chemin à suivre. Bien entendu, avant d’arriver sur le marché, de tels essaims de drones devront tout de même être testés dans des environnements très dynamiques, tels que des villes, où ils seront amenés à devoir esquiver constamment des personnes et des véhicules.

Source : Science Robotics

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