Des chercheurs du MIT et de l'EPFL ont construit un oiseau robotique de 8,8 onces qui vole, plonge sous l'eau et se relance dans les airs en battant uniquement des ailes.
Regarder un oiseau plongeur disparaître sous l’eau peut sembler presque irréel. Un instant, il traverse le ciel. Quelques secondes plus tard, il nage après sa proie avant de retourner dans les airs. Une centaine d’espèces d’oiseaux peuvent se déplacer entre ces deux environnements. Les ingénieurs ont découvert que cette capacité naturelle était incroyablement difficile à recréer à petite échelle.
Aujourd’hui, des chercheurs du MIT et de l’École polytechnique fédérale de Lausanne, connue sous le nom d’EPFL, ont construit un oiseau robotique capable d’effectuer tout le voyage. Le robot de 8,8 onces vole, plonge dans l’eau et nage sous la surface. Ensuite, il se relance dans les airs en utilisant le même jeu d’ailes battantes.
Selon l’équipe de recherche, il s’agit du premier robot à l’échelle d’un oiseau à effectuer ce cycle complet uniquement par des mouvements de battements de battements. La recherche est parue dans la revue Science.
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Comment cet oiseau robot nage sous l’eau et vole
La plupart des robots amphibies utilisent des systèmes séparés pour l’air et l’eau. Cet oiseau mécanique adopte une approche plus simple. Le robot s’appuie sur des ailes battantes au lieu d’hélices. Il complète également son lancement dans l’eau sans pieds ni mécanisme compliqué de pliage des ailes.
Cette conception présente un problème d’ingénierie majeur. L’eau est environ 800 fois plus dense que l’air, de sorte que les ailes font face à une résistance bien plus grande une fois qu’elles entrent dans l’eau. Pour gérer ce changement radical, le robot ajuste sa vitesse de battement. Ses ailes flexibles changent également de forme à mesure que la pression environnante augmente.
Les ailes flexibles aident le robot à se déplacer dans l’eau
Dans les airs, le robot peut battre des ailes jusqu’à 11 fois par seconde. Sous l’eau, son taux de battement varie de 0,1 à 6 fois par seconde. Pendant ce temps, la pression de l’eau peut plier les ailes jusqu’à 90 %. Cette flexibilité raccourcit le balayage efficace de chaque course et réduit la charge sur le moteur.
Les mêmes ailes deviennent plus efficaces pour le vol une fois que le robot atteint les airs. Les chercheurs ont également rendu la machine à flottabilité neutre. En conséquence, il ne monte ni ne descend tout seul lorsqu’il est sous l’eau. Cet équilibre permet d’économiser l’énergie de la batterie, car le robot dépense moins d’énergie pour lutter contre la flottabilité.
Le plus dur commence lorsque le robot tente de sortir de l’eau. Il complète la transition en moins d’une seconde en utilisant environ huit à dix battements d’ailes. Cependant, la manœuvre nécessite une combinaison minutieuse de flexibilité des ailes, de placement de la queue et d’angle de lancement.
Les chercheurs ont découvert que les ailes modérément flexibles fonctionnaient mieux. Une aile rigide a du mal à s’adapter sous l’eau, tandis qu’une flexibilité excessive réduit la force nécessaire au décollage. La queue doit également rester courte et près du corps. Sinon, il pourrait glisser dans l’eau et faire redescendre le robot. Un angle de sortie proche de 70 degrés a produit les résultats les plus forts. Une approche plus plate crée trop de traînée arrière. Un lancement presque vertical peut faire basculer le robot vers l’arrière dans l’eau.
La machine offre également aux scientifiques une nouvelle façon d’étudier de vrais oiseaux plongeurs. Suivre le mouvement d’un oiseau vivant sous la surface peut être difficile. Avec un robot, les chercheurs peuvent ajuster une fonctionnalité et mesurer comment ce changement affecte les performances.
[…] La suite de l’article est à lire sur Fox News via le lien ci-dessous.
Traduit automatiquement de l’anglais. Le texte original fait foi.
Source : Fox News — Lire l’article original
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