Lors de la conception des robots pour aider à la recherche des victimes après une catastrophe naturelle, un certain nombre de caractéristiques sont importantes comme la robustesse, une batterie longue durée et une facilité de transport. Avec cette dernière contrainte à l’esprit, à IROS 2016, une équipe du Floreano Lab, de l’EPFL et du NCCR Robotics présenteront leur nouveau drone avec des ailes pliantes inspirées des insectes.
Ce qui rend ces ailes différentes des solutions précédentes sont les techniques d’origami utilisées pour le produire, avec la création d’une structure de pliage parfaite. Tout d’abord, l’équipe de recherche a examiné des exemples dans la nature qui présentent des modèles de pliage avec une forte réduction de la taille et un degré de liberté pour plier l’aile avec un mouvement simple et intuitif dans un court laps de temps. Les coléoptères (scarabées) ont été trouvés avoir non seulement les ailes parfaites, mais aussi contrôler le déploiement de l’aile depuis la base de l’aile, ce qui les rend plus faciles à reproduire artificiellement.
Par le prototypage et la modélisation, les plans de coléoptères originaux ont été adaptés et mis à jour. Le modèle de pli artificielle permet une réduction significative de la taille. Dans la configuration repliée, l’envergure est de 43% et la superficie est de 26% des dimensions respectives dans la configuration déployée. En dépit de la complexité des modèles, l’aile a un seul degré de liberté et peut être pliée en utilisant seulement un simple mouvement.
Trouver le modèle de pli est seulement l’une des questions que l’équipe de recherche espère résoudre. Lors de l’utilisation du papier pour l’origami, l’épaisseur est négligeable, cependant, lors de la création d’une aile, un matériau plus épais doit être utilisé pour soutenir les contraintes créées pendant le vol. Le matériau plus épais est représenté par la création d’un motif de pliage 3D de carreaux d’épaisseurs différentes. L’ajout de plis conformes et bistables en latex préétiré assure une durabilité maximale et un déploiement en douceur.
Les ailes présentées pèsent 26 gr, avec des dimensions de 115 x 215 x 40 mm en position repliée et 200 x 500 x 16 mm en position déployée, ce qui donne 160 cm2 de surface et 989 cm3 de volume lorsqu’elles sont repliées et 620 cm2 de surface et 1600 cm3, lorsqu’elles sont déployées . Le drone résultant a été testé par rapport à une aile rigide comparable dans une soufflerie, et a montré une performance légèrement moins bonne lors de l’examen des valeurs d’élévation / traînée.
La possibilité de créer, un drone léger et durable qui est capable d’être facilement transporté et déployé rapidement nous rapproche non seulement vers une utilisation banalisée des robots pour localiser les victimes après les catastrophes naturelles, mais aussi pour l’exploration de la terre et de de l’espace, l’aéronautique et les inspections civiles.
http://actu.epfl.ch/news/a-drone-with-insect-inspired-folding-wings/
