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Le drône, ou UAV (Unmanned Aerial Vehicle), c’est à dire un aéronef capable de se déplacer sans l’intervention d’un pilote en habitacle, est décidément un animal des plus étrange. En effet, depuis de nombreuses années, le champ de ces applications est en train de subir une diversification des plus intéressantes.

Si au départ, celles-ci étaient essentiellement militaires, avec un essor flagrant durant la seconde guerre mondiale en tant qu’avion cible radioguidée (dont le célèbre Radioplane OQ-2A américain) puis plus tard durant la guerre du Vietnam, avec les premiers systèmes de repérage et de surveillance aéroportée, et enfin de frappe offensive dans les années 90, avec le lancement du Predator. Les applications des UAV se sont également orientées de plus en plus vers le civil avec la surveillance de l’environnement et du littoral, le divertissement, la recherche et le sauvetage. Des applications aux besoins évidemment fort différents…

Il existe cependant un point commun à ces deux « branches » du développement des drônes : une recherche constante d’autonomie dans le pilotage et la prise de décisions, et ce dans les quatre catégories de drônes existant actuellement (pour près de 300 modèles fabriqués dans une quarantaine de pays) :

drone et micro drones

Vers de nouvelles générations de drônes plus autonome

L’autonomie est définitivement le défi qu’essaye de plus en plus de relever les équipes de R&D dans le développement des dernières générations de drones. Les avancées sont mêmes en certains points flagrantes même si ce type d’engins n’est pas encore prêt à se passer totalement d’opérateurs au sol. Ce qui dans un sens est même assez rassurant (pas encore de Terminator et de Skynet en vue).

Dès le départ pourtant, la raison d’exister du drône a justement de sortir l’homme de l’équation, conçus pour accomplir des missions trop dangereuses ou trop difficiles à réaliser par un avion piloté. Cependant, ce sont toujours les sens et le cerveau d’un opérateur à distance qui gère les moindres déplacements du drône, et cela reste, pour le moment, la meilleure solution pour analyser et comprendre au mieux l’environnement de l’engin.

Et si l’homme interviendra toujours dans le processus de décision finale du drône (cf. les trois lois de la robotique d’Asimov), les nouvelles générations d’UAV sont loin d’être de simples modèles réduits pilotés à distance. De plus en plus de ces modèles gèrent un nombre de plus en plus important de paramètres automatiquement, depuis la gestion des paramètres mécaniques de vol, comme la gestion d’un cap et de points de passage, les corrections de dérives, le vol stationnaire, voire l’atterrissage et le décollage…, cela à l’aide de capteurs embarquées (accéléromètres, gyromètres, magnétomètres, récepteurs GPS, télémètres…).

De même, certains UAV sont désormais capable de mieux appréhender leur environnement immédiat, par la collecte et l’interprétation de données en direct, avec le déclenchement de routines de réaction pour faire face à ces imprévus (comme la récupération d’une liaison radio au satellite par exemple). Il en est de même pour la réalisation des actions à mener par le drône : son intelligence artificielle lui permettra ainsi de choisir le meilleur angle pour la surveillance d’un objectif, ou d’être capable de repérer un élément dans un paysage par le biais d’un algorithme de reconnaissance idoine : sources de pollution, explosifs, flamme, corps humains, trace de pas…. bref la liste est longue.

Tous ces actions automatisées permettent bien évidemment d’améliorer l’efficacité du drône, en soulageant d’autant l’opérateur au sol qui n’aura pas à rester constamment rivé sur son écran et pourra ainsi mener d’autres tâches d’analyse plus importantes. Tout en rendant le pilotage d’un drône plus accessible grâce à l’aide au pilotage.

L’étape suivante : la modélisation de l’environnement et la coppération

L’étape suivante dans cette recherche d’autonomie pour les drônes sera de travailler sur une plus grande modélisation de leur environnement immédiat en temps réel, de façon à augmenter encore drastiquement leurs possibilités d’action en terrain difficile ou hostile.

Les nombreux projets actuels de recherche sur les UAV travaillent ainsi sur les possibilité de cartographier en temps réel l’ensemble de l’environnement immédiat d’un drône, de façon à anticiper les évolutions de celui-ci et permettre ainsi aux drônes d’y évoluer plus facilement. Ainsi, en France, la DGA travaille sur des projets d’hélicoptères UAV capable de se poser sur une frégate par temps de houle, avec Thalès (projet D2AD), en tentant de mettre au point des algorithmes de radar et des logiciels capables d’analyser la houle et d’anticiper ces effets sur le mouvement du navire.

Dans un registre plus civile, l’université de Pennsylvanie (U Penn) est en pointe dans la modélisation en temps réel de l’environnement d’un drône, à l’aide de cartographies 3D. L’UAV serait alors capable d’explorer seul un bâtiment par exemple, et de se positionner précisément dans celui-ci qu’il découvre au fur et à mesure. C’est ce qu’on appelle le SLAM. Les résultats sont d’ailleurs assez impressionnants, comme on peut le voir dans cette vidéo :

Je dirais même que c’est assez « creepy » comme le dirait nos amis d’outre-atlantique. Bon, et dans la même lignée, et pour continuer vos recherches, je vous rajoute deux petits pdf (y a un peu plus, je laisse ?) en cadeau :

Une autre tendance, toujours menée de main de maitre par l’université de Pennsylvanie, réside dans la volonté d’améliorer le travail en équipe de ces mêmes drones, dans la cohésion d’équipe, la collaboration et la gestion de projet en commun. Les résultats sont déjà fort prometteurs, grâce à la mise en place de logique collaborative.

Voici une vidéo de présentation d’une gestion de projet de drones en équipen, et dans le cas présent pour lever une charge) :

Et celle-ci pour un vol en formation :

Impressionnant, non ?

Et si, vous couplez le tout avec des possibilités d’esquives dynamiques des tirs, avec lancement automatique de leurres et de contres-mesures, et la possibilité de s’insérer seul dans le trafic aérien civil, et vous obtiendrez un outil véritablement incroyable. C’est en tout cas l’objectif que s’est fixé le projet nEURon de la DGA et de Dassault (essai en vol en 2012 pour une entrée en service en 2030).

Tout cela est possible grâce aux nouvelles capacités de traitement et de calcul des intelligences artificielles, permettant des prises de décisions beaucoup plus complexes de manière beaucoup plus rapide, en soutien aux opérations de l’opérateur au sol (évitement d’obstacles imprévus, surveillance des marges de sécurités en terme de positionnement grâce à des capteurs lasers ou ultrasons, optimisation de trajectoire pour réception et envoi de données…), et avec des besoins moindres en terme de liaisons radios ou GPS. Cela permettra un emploi beaucoup plus généralisé des drônes, notamment en environnement confiné ou urbain.

Le cadeau du père Noël : la petite sélection de drône à prix attractifs

Pour vous essayer aux joies de l’ « unmanned » sans pour autant vous ruiner, voici une petite sélection de drônes à la portée de toutes les bourses pour les fêtes de fin d’année.

La panacée reste évidemment le Parrot, contrôlable avec l’Iphone, d’une bonne autonomie et assez résistant, mais qui coûte quand même 250 euros (par contre, il les vaut vraiment, c’est de très bonne qualité).

Plus accessible, on peut trouver le drône Silverlit en deux modèles. Le premier Silverlit 84519 dispose de deux hélices pour une plus grande maniabilité. Pour le prix (environ 50 euros), je trouve que c’est un très bon produit, solide et résistant, avec une bonne autonomie.

Le deuxième Silverlit, le 84520, dispose d’une seule hélice mais pour 10 euros de plus, ce drône dispose d’une caméra incrustée dans le nez de l’appareil pour jouer au espion. Alors évidemment, par d’écran directement placé dans la télécommande, mais une mémoire intégrée avec port USB avec une capacité de 600 photos et/ou 3 minutes de vidéo.

Crédit photos: yvesvandewalle.typepad

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