Les Robots Battants Volent Sans Moteurs ni Engrenages

Vue de face du robot volant. Crédit : Tim Helps

Les robots de la taille d’un insecte peuvent utiliser des champs électriques pour voler avec des ailes battantes sans avoir besoin de moteurs et d’engrenages conventionnels, selon une nouvelle étude.

Les applications futures potentielles de tels robots pourraient inclure l’inspection autonome des éoliennes off-shore, des missions de recherche et de sauvetage, la pollinisation des plantes et l’exploration à distance, ont noté les chercheurs.

Par rapport aux drones commerciaux qui reposent sur des hélices tournantes, les véhicules micro-aériens (MAVs) qui volent en battant des ailes sont meilleurs pour manœuvrer dans des espaces restreints et résister à la turbulence de l’air.

Cependant, jusqu’à présent, ces ailes utilisaient les moteurs et les engrenages qui composent les systèmes de transmission pour effectuer de tels battements, ce qui ajoutait de la complexité, du poids et d’autres caractéristiques indésirables. En effet, les systèmes de transmission à eux seuls peuvent représenter environ un quart à la moitié de la masse totale d’une MAV.

S’inspirant des abeilles et d’autres insectes volants, les scientifiques ont mis au point une nouvelle façon pour les MAVs de battre des ailes sans pièces ni engrenages rotatifs.

Le nouveau système, appelé LAZA (liquid-amplified zipping actuator), utilise des champs électriques pour entraîner le mouvement de ses ailes. Une tension appliquée au haut de la base de l’aile la fait fléchir, tandis qu’une tension appliquée au bas de la base fait fléchir l’aile vers le bas.

”Avec le LAZA, nous appliquons des forces électrostatiques directement sur l’aile, plutôt que par un système de transmission complexe et inefficace », a déclaré l’auteur principal de l’étude, Tim Helps, de l’Université de Bristol en Angleterre, dans un communiqué. « Cela conduit à de meilleures performances, à une conception plus simple et débloquera une nouvelle classe de véhicules micro-aériens légers et peu coûteux.”

Dans l’ensemble, les chercheurs ont découvert que LAZA pouvait voyager jusqu’à environ deux pieds par seconde, fournissant plus de puissance par rapport aux muscles d’insectes ou de chauves-souris du même poids. Il affichait également un rapport poussée / puissance comparable à ceux trouvés dans les MAVs standard avec systèmes de transmission, ainsi que dans les drones commerciaux. LAZA pourrait également fournir des battements constants sur plus d’un million de cycles, ce qui est important pour la fabrication de robots battants capables d’effectuer des vols long-courriers.

”LAZA est une étape importante vers des robots volants autonomes qui pourraient être aussi petits que des insectes », a déclaré l’auteur principal de l’étude, Jonathan Rossiter, de l’Université de Bristol en Angleterre, dans un communiqué.

Les scientifiques ont détaillé leurs conclusions en ligne Fév. 2 dans la revue Science Robotics.