Un duo robotique multimodal

Le système, fruit d’une collaboration de trois ans entre Caltech et le TII, combine :

• un robot humanoïde, basé sur la plate-forme Unitree G1, capable de marcher, gravir des escaliers et porter une charge sur son dos, mais avec des mouvements encore un peu saccadés.

• un drone transformable, nommé M4 : il peut passer de roues à rotors, se redresser sur deux roues, marcher (en utilisant ses roues comme des pieds), rouler, voler… et même « tumbler » (rouler en bascule) selon le terrain.

Lorsqu’il est temps d’intervenir, l’humanoïde s’incline vers l’avant, le M4 se détache de son dos et adopte le mode de déplacement le plus adapté à son environnement.

Pourquoi ce design hybride est si ingénieux

1. Polyvalence extrême

   • Marcher permet au robot d’accéder à des zones difficiles d’accès, avec des obstacles, des escaliers, ou des terrains urbains.

   • Le drone M4 peut alors être libéré pour survoler des obstacles, ou rouler quand voler n’est pas optimal. Grâce à sa morphologie reconfigurable, il peut adapter son mode de déplacement automatiquement selon le terrain.

   • Le fait de combiner ces capacités réduit certaines limites inhérentes à chaque mode (par exemple, la consommation énergétique d’un drone en vol continu, ou l’accessibilité réduite d’un robot roulant dans des environnements complexes).

2. Sécurité et autonomie renforcées
   Selon Aaron Ames, directeur du CAST (Center for Autonomous Systems and Technologies de Caltech), ce type de système hybride permet de tirer parti des forces de chaque modalité tout en minimisant leurs faiblesses.

   L’objectif : des robots plus fiables, sûrs et adaptés à des missions critiques.

3. Systèmes de capteurs avancés
   Les deux plateformes sont équipées de capteurs (lidar, caméras, télémètres) pour se repérer, naviguer et collaborer de façon autonome.

4. Potentiel pour les missions d’urgence
   Selon plusieurs médias, ce duo pourrait être utilisé pour des opérations de sauvetage : l’humanoïde amène le drone au plus près d’une zone de sinistre, puis le M4 s’envole ou roule pour explorer, cartographier ou intervenir rapidement.

   Ce genre d’architecture robotique pourrait être un atout majeur dans les environnements instables, dangereux ou difficiles d’accès pour les humains.

Limites et défis

• Stabilité de l’humanoïde : même si le Unitree G1 peut marcher, il reste moins fluide que certains robots plus avancés.

• Complexité mécanique du drone : passer d’un mode roulant à vol ou marche impose des contraintes technologiques : moteur, articulation, pliage des roues, etc.

• Autonomie énergétique : les drones et les robots bipèdes consomment beaucoup ; la gestion de l’énergie, surtout sur des missions longues, demeure un défi.

• Contrôle et coordination : la collaboration entre l’humanoïde et le drone nécessite un pilotage fin, des algorithmes robustes pour décider quand déclencher le décollage, choisir le mode de déplacement, etc.

• Sécurité en milieu réel : pour un déploiement opérationnel (sauvetage, inspection, intervention), il faudra garantir que le drone ne se décroche pas de manière dangereuse, que le système reste stable en cas de panne, et que les capteurs et l’IA gèrent les imprévus.

Enjeux éthiques et sociétaux

• Responsabilité en cas d’accident : qui sera responsable si le drone cause des dommages après s’être détaché ? Le fabricant, l’opérateur, ou le développeur de l’IA ?

• Utilisation militaire ou civile : un tel système pourrait aisément servir dans des contextes de surveillance, de sécurité, ou même militaire. Il y a donc des questions sur la régulation et l’éthique.

• Acceptabilité sociale : des robots humanoïdes porteurs de drones peuvent inspirer l’admiration … mais aussi susciter des inquiétudes (robots « autonomes », intrusifs, potentiellement dangereux).

• Autonomie vs contrôle humain : jusqu’à quel point laisser l’IA décider du moment et de la façon dont le drone se déploie ? Faut-il toujours un opérateur humain ?

Perspectives d’avenir

• Amélioration de l’IA : des algorithmes plus performants pourraient rendre ce duo totalement autonome, capable de prendre des décisions stratégiques en temps réel (quand décoller, quel mode adopter, comment revenir, etc.).

• Autonomie énergétique accrue : avec des batteries plus puissantes ou des systèmes de recharge embarqués, ces robots pourraient accomplir des missions plus longues ou plus ambitieuses.

• Collaborations multi-robots : imaginer un réseau de robots humanoïdes + drones + véhicules terrestres qui travaillent ensemble. Par exemple, plusieurs humanoïdes portent chacun un drone, se distribuent sur un terrain, déploient les drones, etc.

• Applications concrètes : sauvetage en zones sinistrées, exploration de sites dangereux (bâtiments effondrés, forêts, zones industrielles), inspection d’infrastructures (ponts, barrages), aide humanitaire, logistique urbaine.

Le système humanoïde + drone M4 développé par Caltech et le TII représente une avancée majeure dans la robotique multimodale : un mariage intelligent entre la marche, le vol et le roulage, réunis au sein d’un seul ensemble coopératif. Au-delà de la prouesse technologique, c’est un exemple concret de la façon dont les chercheurs réinventent les architectures robotiques pour les rendre plus polyvalentes, plus fiables, et surtout plus utiles dans des contextes réels qu’il s’agisse de sauvetage, d’interventions complexes ou d’exploration.

Ce type de robot pose également des questions éthiques et techniques : comment garantir la sécurité ? Quel niveau d’autonomie laisser à l’IA ? Comment réglementer ces systèmes ? Les discussions autour de ces enjeux seront sans doute aussi importantes que les avancées mécaniques et logicielles.

FAQ – Transformer Humanoïde + Drone M4

Contactez Robot-Magazine.fr

Cet article Quand un humanoïde porte un drone Transformer : la robotique entre science-fiction et applications réelles est apparu en premier sur Robot Magazine.

La logistique par drone ne se résume plus à quelques essais pilotes. Elle se structure, se professionnalise, et bouscule la chaîne logistique traditionnelle : livraison du dernier kilomètre, transport intersites, réapprovisionnement d’urgence, soutien aux secours… Les usages se multiplient, portés par l’essor des drones cargo, les progrès en autonomie, et des besoins accrus en rapidité, sécurité et réduction de l’impact environnemental.

Pourquoi repenser la logistique avec des drones ?

La logistique traditionnelle repose encore massivement sur la route, les camions, les navires ou l’hélicoptère. Mais ces solutions posent des problèmes bien connus :

• Coût élevé (personnel, carburant, maintenance)
• Temps d’acheminement long (trafic, délais de chargement)
• Difficultés d’accès (zones montagneuses, milieux marins, zones sinistrées)
• Impact écologique important

Les drones viennent compléter et fluidifier ces flux. Ils permettent :

• D’intervenir en autonomie, sans infrastructure lourde
• De transporter des charges légères à moyennes (de 2 à 30 kg voire plus)
• De réduire les délais d’acheminement
• D’améliorer la sécurité, notamment dans les zones dangereuses ou polluées
• De réduire l’empreinte carbone, en remplaçant des trajets motorisés courts

Depuis 2012, Pilgrim Technology développe à Nantes des solutions robotiques sur mesure pour l’inspection dans des secteurs critiques tels que l’Oil & Gas, l’offshore, ou encore le nucléaire . C’est dans cet esprit qu’est né le Drone DRAGON P30, une plateforme polyvalente de transport logistique capable d’emporter jusqu’à 30 kg de charge utile pendant environ 30 minutes, même dans des conditions météorologiques difficiles.

Le Dragon P30 occupe un segment stratégique : trop lourd pour un portage humain, mais insuffisant pour justifier un hélicoptère ou une vedette. Pilgrim a ainsi conçu un appareil robuste, qualifié en soufflerie climatique, capable de voler sous vent fort, pluie ou neige, pour répondre efficacement aux contraintes réelles du terrain.

Une conception française pensée par des experts de l’inspection

Fruit du rapprochement entre inspecteurs industriels certifiés (COFREND, FROSIO) et ingénieurs en robotique, Pilgrim Technology a imaginé des drones adaptés à des missions critiques. Le Dragon P30 est fabriqué en France, dans leurs ateliers à La Chevrolière, près de Nantes . Chaque drone peut être ajusté précisément au cahier des charges client taille, autonomie, charge, capteurs, niveau de bruit et est livré clé en main avec un kit complet (contrôleur Pixhawk cubé orange, ADS-B, fail-safe, clôture virtuelle, interface pour la charge utile, retour vidéo FPV, radiocommande avec largueur, parachute/kill switch…)

Le système de propulsion HOBBYWING H11M Coaxial, testé pour des performances jusqu’à 57,5 kg de poussée par rotor, garantit stabilité et puissance même en condition de forte charge ou vent fort. Ce drone est conçu autant pour la livraison logistique que pour l’inspection technique photographie, photogrammétrie, surveillance industrielle, cartographie ou mesures non destructives.

Cas d’usage 1 : livraison bateau-bateau ou terre-bateau

En milieu maritime, l’absence de pièces essentielles (échantillons, médicaments, matériaux) entraîne souvent des délais ou des coûts élevés via vedettes ou hélicoptères. Le Dragon P30 offre une alternative : décollage rapide depuis un navire ou la côte, vol autonome jusqu’à 30 kg de charge jusqu’à un bateau en mer, sans besoin d’accoster.

Avantages concrets :

• Réduction des coûts en évitant hélicoptères ou vedettes
• Gain de temps (livraison en quelques minutes)
• Sécurité renforcée pour l’équipage
• Flexibilité opérationnelle 24/7 même de nuit, via pilotage assisté ou autonome.

Cas d’usage 2 : intervention sur éoliennes offshore

Dans les parcs éoliens en mer, faire parvenir des pièces de 20 à 30 kg directement sur les nacelles reste coûteux et complexe. Pilgrim a testé le Dragon P30 pour le transfert direct de matériel. Grâce à sa robustesse au vent salin et à sa programmation GPS RTK (optionnelle), le drone peut déposer un outil ou un module sur l’éolienne sans stockage intermédiaire.

Bénéfices :

• Moins de manutention lourde et de manipulations dangereuses
• Réduction des déplacements de bateau
• Maintenance plus rapide, plus fluide et moins émettrice de CO₂

Cas d’usage 3 : secours en montagne et terrains accidentés

Dans les zones montagneuses, le transport de matériel de secours est difficile, surtout si l’hélicoptère est indisponible. Le Dragon P30 peut intervenir rapidement défibrillateurs, balises GPS, équipements d’alpinisme ou couvertures thermiques peuvent être livrés en zone isolée.

Scénarios pratiques :

• Livraison rapide de tentes d’urgence ou couvertures thermiques à des randonneurs bloqués
• Dépôt de cordes ou matériel sur des passages dangereux
• Largage de balises GPS pour sécuriser des itinéraires ou aider à la localisation

Une plateforme technique rigoureuse

Pilgrim a conçu le Dragon P30 pour un usage intensif en milieux difficiles. Il est équipé d’un système Pixhawk Cube orange avec ADS‑B embarqué, sécurité automatique (failsafe, géo‑clôture), plan de vol en waypoints, retour vidéo, et interfaces pour contrôler la charge utile (SBUS, PWM, HDMI) Pilgrim Technology. La caisse de transport, les packs batteries, radiocommandes dédiées, et même une fonctionnalité parachute avec kill switch font partie du package.

Ces choix techniques traduisent une approche centrée sur la sécurité, la fiabilité et l’ergonomie terrain pour des équipes non exclusivement spécialisées en drone.

Un impact fort sur la chaîne logistique de terrain

Avec le Dragon P30, Pilgrim Technology propose bien plus qu’un drone : une véritable solution opérationnelle. L’apport se mesure en :

• économie de moyens logistiques,
• agilité opérationnelle,
• sécurité accrue pour les opérateurs,
• réduction de l’empreinte carbone.

En s’appuyant sur une expertise de l’inspection industrielle et une R&D solide, Pilgrim franchit un cap vers une robotique utile, centrée sur l’efficacité réelle.

Perspectives et potentiel de développement

Pilgrim Technology ne s’arrête pas là : leur gamme inclut d’autres robots (FURIA, Amphibot) et ils intègrent des projets d’inspection avancée : photogrammétrie sous-marine, robot amphibie, IA embarquée sur leurs dispositifs . Le Dragon P30 est lui-même appelé à évoluer avec des capteurs adaptés à chaque secteur (détection d’anomalies, diagnostics, infra rouges…).

Grâce à cette modularité, le drone répond à des besoins variés : inspection visuelle, cartographie, surveillance ou transport de matériel sensible, dans des environnements polaires, marins ou montagneux.

La logistique par drone entre dans une phase de déploiement opérationnel. Elle répond à un besoin concret de rapidité, de sécurité et de durabilité, dans un monde où les flux doivent être plus agiles, plus verts et plus résilients.

Avec le Dragon P30, Pilgrim Technology propose un outil robuste, polyvalent et performant, capable d’intervenir là où les solutions classiques échouent. Ce drone incarne une nouvelle façon de penser la logistique : plus légère, plus intelligente, plus humaine.

Alors que les défis climatiques, énergétiques et industriels s’intensifient, la robotique aérienne logistique ouvre une voie concrète vers une chaîne d’approvisionnement repensée, plus proche du terrain, plus respectueuse de l’environnement, et plus efficace que jamais.

FAQ – Logistique par drone & Dragon P30

Cet article La logistique de terrain revisitée par drone est apparu en premier sur Robot Magazine.

1. Les secteurs transformés par les drones

1.1 Agriculture : des rendements optimisés grâce à la technologie

L’agriculture est l’un des secteurs où l’adoption des drones est la plus marquée. Grâce à l’imagerie multispectrale et aux capteurs sophistiqués, les drones permettent aux agriculteurs d’analyser l’état des cultures, d’optimiser l’irrigation et de détecter les maladies plus rapidement. Selon un rapport de Research and Markets, le marché mondial des drones agricoles devrait atteindre 9,7 milliards de dollars d’ici 2030, avec une croissance annuelle de 22,5 %.

Cas concret : DJI, leader du marché des drones, a développé l’Agras T40, un drone capable de pulvériser des pesticides sur des milliers d’hectares avec une précision millimétrique, réduisant ainsi les pertes et l’utilisation excessive de produits chimiques.

1.2 Logistique et livraison : vers une automatisation accrue

La livraison par drone est une innovation majeure dans le secteur de la logistique, en particulier pour les livraisons en zone urbaine ou dans des zones difficiles d’accès. Amazon Prime Air et UPS Flight Forward expérimentent déjà la livraison de colis par drone, réduisant les coûts logistiques tout en accélérant les délais de livraison.

Données clés :

    •         Le marché des drones logistiques devrait atteindre 11,2 milliards de dollars d’ici 2028, avec un taux de croissance annuel de 20,3 %.

    •         Selon Statista, d’ici 2030, près de 50 % des livraisons sur le dernier kilomètre dans les zones rurales pourraient être assurées par des drones.

1.3 Sécurité et surveillance : des yeux dans les airs

Les drones jouent un rôle essentiel dans la sécurité publique et la surveillance. Ils permettent aux forces de l’ordre de surveiller des zones à risques, de détecter des mouvements suspects et d’effectuer des interventions sans risquer la vie humaine. Les drones sont également utilisés pour la surveillance des frontières, la gestion des foules et les missions de recherche et de sauvetage.

Cas concret : En France, les drones sont de plus en plus utilisés par la police pour surveiller les manifestations et les événements publics. Le ministère de l’Intérieur a investi dans une flotte de drones pour assurer une surveillance aérienne lors d’événements à haut risque.

1.4 Construction et inspection : une précision inégalée

Dans le secteur de la construction, les drones permettent de cartographier des zones, de suivre l’avancement des chantiers et d’identifier les anomalies structurelles. Les inspections par drone réduisent les risques humains et permettent des analyses précises grâce aux technologies LIDAR et à l’imagerie 3D.

Données clés :

    •         Le marché mondial des drones pour la construction devrait atteindre 10,1 milliards de dollars d’ici 2027, avec un taux de croissance annuel de 15,2 %.

    •         Les inspections de lignes électriques et d’infrastructures réduisent les coûts jusqu’à 30 % selon un rapport de PwC.

1.5 Santé et secours : des interventions plus rapides

Les drones révolutionnent également le secteur de la santé. Ils permettent d’acheminer des médicaments, des organes pour des transplantations ou encore des échantillons biologiques dans des zones reculées ou lors d’urgences. Zipline, une entreprise spécialisée dans la livraison médicale par drone, a déjà livré plus de 5 millions de doses de vaccins dans des zones difficiles d’accès.Cas concret : Au Rwanda, Zipline effectue plus de 300 livraisons de produits médicaux chaque jour, réduisant le temps de transport de plusieurs heures à quelques minutes.

2. Avancées technologiques clés

2.1 Intelligence artificielle et analyse de données

Les drones modernes sont de plus en plus dotés d’algorithmes d’intelligence artificielle (IA) qui permettent une analyse rapide des données collectées, qu’il s’agisse de cartographie, de reconnaissance d’objets ou de détection d’anomalies. Cette capacité d’analyse en temps réel améliore la précision des opérations et réduit les erreurs humaines.

2.2 Technologie LIDAR et imagerie 3D

Le LIDAR (Light Detection and Ranging) offre une cartographie ultra-précise du terrain, même dans des environnements complexes. Associé à la modélisation 3D, il permet une visualisation détaillée des infrastructures, améliorant ainsi la gestion des chantiers et les inspections techniques.

2.3 Autonomie et gestion de flotte

Les progrès dans les batteries, les systèmes de navigation et les algorithmes de gestion de flotte permettent aux drones d’avoir une plus grande autonomie et de réaliser des missions complexes de manière autonome. Selon Markets and Markets, les systèmes autonomes représenteront 60 % des applications de drones d’ici 2030.

3. Analyse du marché des drones : chiffres et perspectives

3.1 Croissance globale du marché des drones

Le marché des drones connaît une croissance exponentielle, avec une estimation de 47,38 milliards de dollars d’ici 2029, enregistrant un CAGR (Taux de croissance annuel composé) de 25,7 % entre 2023 et 2029. Cette croissance est portée par la demande croissante de solutions automatisées et de surveillance à distance dans divers secteurs.

Répartition sectorielle :

    •         Agriculture : 20 %

    •         Logistique : 18 %

    •         Sécurité et surveillance : 15 %

    •         Construction : 14 %

    •         Santé et interventions d’urgence : 12 %

3.2 Les principaux acteurs du marché

Les entreprises qui dominent actuellement le marché des drones incluent :

    •         DJI : Leader mondial des drones civils et industriels, avec une part de marché de plus de 70 %.

    •         Parrot : Fabricant français spécialisé dans les drones professionnels et militaires.

    •         Skydio : Innovateur dans les drones autonomes dotés d’intelligence artificielle.

    •         Zipline : Leader dans la livraison médicale par drone.

4. Les défis à surmonter pour un avenir durable

4.1 Réglementation et sécurité aérienne

La réglementation reste un défi majeur pour les drones. De nombreux pays imposent des restrictions strictes pour assurer la sécurité aérienne et la vie privée. La mise en place de corridors aériens sécurisés pour les drones est à l’étude dans plusieurs pays, mais le processus reste complexe.

4.2 Gestion des données et cybersécurité

La quantité massive de données collectées par les drones pose des défis en matière de stockage, d’analyse et de sécurité. La protection des données contre les cyberattaques est essentielle pour garantir l’intégrité des opérations.

4.3 Intégration avec les villes intelligentes

À mesure que les villes deviennent plus intelligentes, les drones doivent être intégrés dans un écosystème urbain où les données en temps réel sont partagées et analysées. Cette intégration nécessitera des efforts concertés pour assurer une coordination optimale.

5. L’avenir du marché des drones : vers une généralisation totale ?

5.1 Des drones autonomes et collaboratifs

L’avenir des drones repose sur une autonomie totale grâce à l’IA et au machine learning. Des essaims de drones collaboratifs capables de partager des informations en temps réel pourraient transformer les interventions de secours, les missions de surveillance et les opérations logistiques.

5.2 Vers un ciel entièrement automatisé

Le concept d’Urban Air Mobility (UAM) vise à intégrer les drones dans les transports urbains. D’ici 2035, il est prévu que les taxis volants, les drones de livraison et les véhicules autonomes coexistent pour optimiser les déplacements urbains.

5.3 Les drones et l’environnement : un levier de durabilité

Les drones peuvent jouer un rôle majeur dans la réduction de l’empreinte carbone, notamment en optimisant la consommation énergétique dans la logistique ou en surveillant l’état des forêts et des écosystèmes pour prévenir la déforestation.

Les drones ne sont plus une simple technologie émergente : ils sont devenus un levier de transformation majeur pour de nombreuses industries. En optimisant les opérations, en réduisant les coûts et en améliorant la sécurité, les drones redéfinissent les standards dans l’agriculture, la logistique, la construction et bien d’autres secteurs. Cependant, pour que ce potentiel soit pleinement exploité, des défis réglementaires, technologiques et éthiques devront être surmontés. À l’horizon 2030, les drones auront sans aucun doute conquis les cieux et intégré pleinement notre quotidien.

Cet article L’essor des drones : impact, innovations et projections à horizon 2030 est apparu en premier sur Robot Magazine.

Les chercheurs ont pris les abeilles comme modèle pour développer un essaim de drones coopératifs d’impression 3D. Sous contrôle humain, ces robots volants travaillent en équipe pour imprimer des matériaux 3D pour construire ou réparer des structures en vol.

Une équipe de recherche internationale dirigée par l’expert en drones Mirko Kovac de l’Empa et de l’Imperial College de Londres a pris les abeilles comme modèle pour développer un essaim de drones coopératifs d’impression 3D. Sous contrôle humain, ces robots volants travaillent en équipe pour imprimer des matériaux 3D pour construire ou réparer des structures en vol, comme le rapportent les scientifiques dans l’article de couverture du dernier numéro de Nature .

L’impression 3D prend de l’ampleur dans le secteur de la construction. Tant sur site qu’en usine, des robots statiques et mobiles impriment des matériaux à utiliser dans des projets de construction, tels que des structures en acier et en béton.

Une nouvelle approche de l’impression 3D – menée dans son développement par l’Imperial College de Londres et l’Empa, les Laboratoires fédéraux suisses de science et technologie des matériaux – utilise des robots volants, appelés drones, qui utilisent des méthodes de construction collective inspirées par des constructeurs naturels comme les abeilles et guêpes.

Le système, appelé Aerial Additive Manufacturing (Aerial-AM), implique une flotte de drones travaillant ensemble à partir d’un seul plan.

Il se compose de BuilDrones, qui déposent des matériaux pendant le vol, et de ScanDrones de contrôle de la qualité, qui mesurent en permanence la production des BuilDrones et informent sur leurs prochaines étapes de fabrication.

Les chercheurs affirment que contrairement aux méthodes alternatives, l’impression 3D en vol ouvre des portes qui conduiront à la fabrication et à la construction sur site dans des endroits difficiles d’accès ou dangereux tels que la construction de secours post-catastrophe et les grands immeubles ou infrastructures.

La recherche a été dirigée par le professeur Mirko Kovac du département d’aéronautique de l’Impérial et du centre de robotique des matériaux et de la technologie de l’Empa.

Le professeur Kovac a déclaré : « Nous avons prouvé le concept selon lequel les drones peuvent fonctionner de manière autonome et en tandem pour construire et réparer des bâtiments, au moins en laboratoire. Cette solution évolutive pourrait aider à la construction et à la réparation dans des zones difficiles d’accès, comme les immeubles de grande hauteur. . »

Aerial-AM utilise à la fois un cadre d’impression 3D et de planification de trajectoire afin que les drones puissent s’adapter aux variations de géométrie de la structure au fur et à mesure de la construction.

Les drones sont entièrement autonomes en vol, mais il y a un contrôleur humain dans la boucle qui peut suivre les progrès et intervenir si nécessaire, en fonction des informations fournies par les drones.

Impression de géométries 3D

Pour tester le concept, les chercheurs ont développé quatre mélanges cimentaires avec lesquels les drones peuvent construire.

Tout au long de la construction, les drones évaluent la géométrie imprimée en temps réel et adaptent leur comportement pour s’assurer qu’ils répondent aux spécifications de construction, avec une précision de fabrication de cinq millimètres.

Les impressions de preuve de concept comprenaient un cylindre de 2,05 mètres (72 couches) avec un matériau en mousse à base de polyuréthane et un cylindre de 18 centimètres (28 couches) avec un matériau structurel de type ciment conçu sur mesure.

La technologie offre des possibilités futures pour la construction et la réparation de structures dans des endroits illimités, en hauteur ou difficiles d’accès. Ensuite, les chercheurs travailleront avec des entreprises de construction pour valider les solutions et fournir des capacités de réparation et de fabrication. Ils pensent que la technologie permettra de réaliser des économies importantes et de réduire les risques d’accès par rapport aux méthodes manuelles traditionnelles.

Les co-chercheurs incluent Robert Stuart-Smith, Stefan Leutenegger, Vijay Pawar, Richard Ball, Chris Williams et Paul Shephard, et leurs équipes de recherche à l’UCL, à l’Université de Bath, à l’Université de Pennsylvanie, à l’Université Queen Mary et à l’Université de Munich.

Ce travail a été financé par le Conseil de recherche en génie et en sciences physiques, qui fait partie de l’UKRI. Il a été lancé par le professeur adjoint Stuart-Smith et le professeur Kovac après une collaboration de recherche pilote et un prix pour une démonstration sur la réparation des pipelines. Le projet est également soutenu par Industrial Partners Skanska, Ultimaker, Burohappold et BRE.

L’impression 3D prend de l’ampleur dans le secteur de la construction. Tant sur site qu’en usine, des robots statiques et mobiles impriment des matériaux à utiliser dans des projets de construction, tels que des structures en acier et en béton.

Des chercheurs de l’institut suisse Empa, de l’Université de Pennsylvanie et de l’Imperial College de Londres ont créé un essaim de drones inspirés des abeilles qui peuvent collectivement imprimer du matériel en 3D en vol, permettant une fabrication illimitée pour la construction et la réparation de structures. Sous contrôle humain, ces robots volants , inspirés de constructeurs naturels comme les abeilles et les guêpes, travaillent en équipe pour imprimer des matériaux 3D pour construire ou réparer des structures en vol.

Le système, appelé Aerial Additive Manufacturing (Aerial-AM), intègre en fait deux types de drones quadricoptères, qui volent de manière autonome et communiquent entre eux. Les chercheurs développent des BuilDrones pour déposer des matériaux pendant le vol, et des ScanDrones de contrôle de la qualité mesurent en permanence la sortie des BuilDrones et informent leurs prochaines étapes de fabrication.

Un cadre évolutif d’impression tridimensionnelle (3D) multi-robot et de planification de trajectoire permet aux tâches du robot et à la taille de la population de s’adapter aux variations de la géométrie d’impression et de l’adaptation du comportement du robot. Les drones d’impression 3D sont entièrement autonomes en vol, mais il y a un contrôleur humain dans la boucle qui peut suivre les progrès et intervenir si nécessaire, sur la base des informations fournies par le drone.

Afin de tester le concept, les chercheurs ont développé quatre mélanges cimentaires avec lesquels les drones peuvent construire. Tout au long de la construction, les drones évaluent la géométrie imprimée en temps réel et adaptent leur comportement pour s’assurer qu’ils répondent aux spécifications de construction, avec une précision de fabrication de cinq millimètres. Les impressions de preuve de concept comprenaient un cylindre de 2,05 mètres de haut composé de 72 couches de matériau en mousse à base de polyuréthane et un cylindre de 0,18 mètre de haut composé de 28 couches d’un matériau de type ciment structurel conçu sur mesure.

« Nous avons prouvé le concept selon lequel les drones peuvent fonctionner de manière autonome et en tandem pour construire et réparer des bâtiments, du moins en laboratoire. Cette solution évolutive pourrait aider à la construction et à la réparation dans les zones difficiles d’accès, comme les immeubles de grande hauteur », a déclaré le chercheur principal Mirko Kovac .

La technologie offre des possibilités futures pour la construction et la réparation de structures dans des endroits illimités, élevés ou difficiles d’accès. Ensuite, les chercheurs travailleront avec des entreprises de construction pour valider les solutions et fournir des capacités de réparation et de fabrication. Ils pensent que la technologie permettra de réaliser des économies importantes et de réduire les risques d’accès par rapport aux méthodes manuelles traditionnelles.

Des chercheurs, dont Robert Stuart-Smith de Weitzman, ont créé un essaim de drones inspirés des abeilles qui peuvent collectivement imprimer du matériel en 3D en vol, permettant une fabrication illimitée pour la construction et la réparation de structures.

L’avènement de l’impression 3D a changé de nombreuses industries en permettant aux chercheurs, aux étudiants, aux entrepreneurs et aux grandes usines de transformer rapidement une conception numérique en un objet tangible. Grâce à une collaboration avec des chercheurs de l’Université de Pennsylvanie et de l’Imperial College de Londres, les chercheurs de l’Empa ont créé un essaim de drones inspirés des abeilles qui peuvent collectivement imprimer du matériel en 3D en vol, permettant une fabrication illimitée pour la construction et la réparation de structures.

L’impression 3D est de plus en plus utilisée dans l’industrie de la construction. Cependant, les défis liés à son déploiement incluent le fait que les machines sont confinées aux capacités de construction en fonction de leur taille et de leur capacité à être transportées.

Cette nouvelle approche de l’impression 3D relève ces défis en utilisant des robots volants, également connus sous le nom de drones, et utilise des méthodes de construction collective inspirées par des constructeurs coopératifs naturels comme les abeilles et les guêpes. La flotte de drones, connue sous le nom de fabrication additive aérienne, fonctionne en coopération à partir d’un plan unique, adaptant ses techniques au fur et à mesure. Ils sont entièrement autonomes en vol mais sont surveillés par un contrôleur humain qui vérifie la progression et intervient, si nécessaire, en fonction des informations fournies par le drone.

Le projet est né d’une collaboration de longue date entre Robert Stuart-Smith de l’ Université de Pennsylvanie , professeur adjoint d’architecture à la Stuart Weitzman School of Design et Penn Engineering GRASP Lab Affiliate Faculty, et Mirko Kovac , professeur à l’Imperial College de Londres et les Laboratoires fédéraux suisses pour la science et la technologie des matériaux , qui avaient tous deux mené des recherches pilotes sur le sujet. Le projet du couple a été développé sur plusieurs années par une équipe interdisciplinaire de chercheurs dirigée par Kovac avec Stuart-Smith et les co-chercheurs Stefan Leutenegger, Vijay Pawar, Richard Ball, Chris Williams et Paul Shephard, ainsi que leurs équipes de recherche à Penn, Imperial College, University College London, University of Bath, Queen Mary University of London et Technical University of Munich.

« Il s’agit d’une recherche passionnante qui pourrait avoir un impact sur la façon dont nous construisons dans des zones de hauteur difficiles d’accès, dangereuses ou difficiles, comme les immeubles de grande hauteur et les ponts », déclare Stuart-Smith. « Bien que ce travail en soit à un stade précoce de validation de principe, son approche de la fabrication distribuée et adaptative s’aligne sur une tendance passionnante dans la construction et de nouvelles opportunités pour la conception de bâtiments. »

Les travaux de l’équipe font l’objet d’un article récent dans Nature , « Fabrication additive aérienne avec plusieurs robots autonomes ».

À l’avenir, les chercheurs travailleront avec des entreprises de construction pour valider leurs solutions développées et fournir des capacités de réparation et de fabrication. Ils pensent que la technologie permettra de réaliser d’importantes économies et de réduire les risques par rapport aux méthodes manuelles traditionnelles. « Chez Penn », poursuit Stuart-Smith, « nous développons actuellement des solutions de conception de bâtiments qui tirent parti de cette approche de construction tout en continuant à collaborer avec nos collègues de Londres et de Suisse, et en dialoguant avec des partenaires industriels qui souhaitent renforcer les capacités de cette recherche. »

Robert Stuart-Smith est directeur de programme pour le Master of Science in Design: Robotics and Autonomous Systems (MSD-RAS), professeur adjoint d’architecture à la Weitzman School of Design et membre affilié du GRASP Lab de Penn Engineering. Il dirige le laboratoire de fabrication autonome du département d’architecture de Penn et codirige son laboratoire jumeau au département d’informatique de l’University College London.
.

Cet article Un essaim de drones d’impression 3D pour la construction et la réparation est apparu en premier sur Robot Magazine.