Des chercheurs ont mis au point un drone capable de se diriger en utilisant l’écholocation, un sens présent chez plusieurs animaux, comme les cétacés et les chauves-souris.

La nature pour résoudre des problèmes d’ingénierie

La nature est sans aucun doute l’une des meilleures sources d’inspiration en robotique, ses systèmes et mécanismes ont en effet été façonnés durant des millions d’années pour être les plus efficaces possibles. C’est pourquoi de nombreux ingénieurs se servent du vivant pour fabriquer des machines, on appelle cela le biomimétisme. Des scientifiques ont par exemple imaginé un robot capable de transpirer pour éviter la surchauffe, quand d’autres ont conçu un robot abeille capable d’absorber les chocs.

Mireille Boutin, professeur en mathématiques et en ingénierie informatique et électrique à l’université de Purdue, et Gregor Kemper, spécialiste en algèbre algorithmique à l’université technique de Munich, ont mis au point drone utilisant un système inspiré de la chauve-souris pour se déplacer. Ils ont décrit leur invention dans une étude parue dans la revue SIAM.

La localisation et la cartographie sont en effet des problèmes récurrents rencontrés par les chercheurs en ingénierie, les chiroptères sont quant à eux dotés d’écholocation, un sens qui consiste à envoyer des sons puis à écouter leur écho afin de déterminer où se trouvent les obstacles, leur permettant de s’orienter dans leur environnement nocturne.

L’importance des mathématiques

Afin de reproduire le mécanisme de l’écholocation pour le drone, ils ont utilisé quatre microphones et un haut-parleur, puis un algorithme basé sur l’algèbre commutative permet de déterminer à quelle distance se trouvent les murs.

« De nombreuses applications d’ingénierie nécessitent beaucoup de mathématiques, et parfois il faut utiliser des outils issus de domaines des mathématiques qui sont considérés abstraits, notamment l’algèbre commutative. […] Ce dernier s’applique à des problèmes d’ingénierie très pratiques », explique Mireille Boutin.

Quelles applications ?

Ce système possède plusieurs applications dans la vie réelle. Il pourrait ainsi aider les personnes malvoyantes à se déplacer ou être exploité par les robots sous-marins. Le secteur automobile pourrait aussi en bénéficier, en le couplant à une caméra de recul sur un véhicule par exemple. Les chercheurs souhaitent désormais développer leur dispositif, qui ne fonctionne que lorsque le drone est statique, la prochaine étape étant donc de le faire marcher lorsque ce dernier est en mouvement.

Il s’agit d’un bel exemple de biomimétisme, imaginez ce que l’on pourrait faire en s’inspirant de la magnétoréception ou de l’électroréception.