CNRS – DRONES

Vrombissement d’hélices, effets de lumières, manettes qui vibrent, les amateurs de jeux vont bientôt pouvoir s’affronter dans des arènes d’un nouveau genre. Si les drones de loisirs ont depuis quelques années fait irruption sur le marché, il a toujours fallu quelques heures d’entraînement avant de pouvoir piloter ces engins en toute sécurité. Les recherches d’une équipe de roboticiens ont donné naissance à une application ludique et spectaculaire ici, dans un centre de loisirs de la banlieue lyonnaise. La plateforme Arcadrone propose en effet un jeu où quatre joueurs peuvent s’affronter simultanément en prenant les commandes d’un drone sans jamais avoir piloté auparavant !

 Pour rendre ces parties accessibles au plus grand nombre, la société Drone Interactive a dû relever de nombreux défis technologiques afin de sécuriser les drones à l’extrême.  

ITV Vincent Rigau – Fondateur de Drone Interactive

On a 4 drones dans une arène qui fait 25m2 de surface et 2,5m de haut, c’est relativement petit et si l’on met 4 drones qui sont pilotés manuellement encore plus avec des pilotes qui n’ont jamais piloté de drones globalement au bout de 30 secondes tous les drones sont par terre. Donc il y avait un vrai challenge technique pour pouvoir proposer quelque chose d’accessible. Dès l’âge de 6 ans on est capable de faire une partie et de s’amuser avec ce système. Il n’y a pas de collision possible entre les drones mais néanmoins on peut quand même foncer sur les autres drones parce que c’est un aspect très fun des jeux qu’on propose. On ne peut pas non plus faire sortir les drones de l’arène de vol parce qu’ils vont venir taper une espèce de barrière virtuelle. Il faut vous imaginer que les drones ont comme une espèce de boule d’énergie autour d’eux qui empêche tous les contacts et les éventuels crashs.

Pour faciliter la prise en main et assurer la sécurité des drones, l’arène est équipée de plusieurs caméras de capture de mouvement qui enregistrent en temps réel la position de chacun des engins. Manette en main, le joueur effectue ici un vol à vue mais pourra demain se plonger dans un univers bien différent. Arcadrone proposera bientôt des jeux faisant intervenir de la réalité augmentée. Le joueur sera alors équipé de lunettes qui lui permettront de voir apparaître, par dessus les images réelles, des éléments en 3D issus de l’univers du jeu vidéo. Ces éléments virtuels interagiront directement avec les drones pilotés dans l’arène. Pour rendre tout cela possible, les paramètres de vitesse, de stabilité ou l’évitement d’obstacle sont gérés par de puissants algorithmes mathématiques. Les membres de Drone Interactive ont ainsi collaboré avec des chercheurs spécialisés dans les interactions entre les machines et les humains.

Depuis près de 15 ans,  le GIPSA lab de Grenoble accueille des équipes de recherche  qui travaillent sur les drones. Les problématiques scientifiques couvrent la sécurité en vol, le contrôle des drones, l’évitement d’obstacle ou encore leur protection contre les piratages. Ils conçoivent pour cela des algorithmes en partenariat avec des industriels. Pour mettre à l’épreuve ces outils mathématiques, les scientifiques utilisent des benchmark, des bancs d’essais qui permettent de tester leur efficacité à l’intérieur de simulateurs virtuels.

Mathieu Muschinowski - ingénieur en robotique

Le gros intérêt c’est de pouvoir tester une très grande quantité de test et de pouvoir faire des statistiques sur les algorithmes qu’on utilise ce qui est quelque chose qu’on ne peut pas vraiment faire en extérieur tant qu’on a pas des flottes immenses de véhicules ce qui n’est absolument pas le cas à l’heure actuelle en particulier sur le drone. Et le deuxième intérêt c’est d’avoir un outil plus objectif pour analyser les résultats. C’est-à-dire que quand on fait notre vol nous-même en extérieur on est dans certaines conditions, et ne va pas pouvoir comparer ce que nous on fait avec ce que des gens en Amérique du sud vont faire. Donc le deuxième avantage du benchmark c’est d’avoir quelque chose d’extrêmement répétable et d’extrêmement comparable.

Après avoir éprouvé leurs algorithmes dans un univers virtuel, les chercheurs vont devoir se confronter au monde réel dans cette salle transformée en aire de vol. Ces drones fabriqués au sein même du laboratoire vont ainsi devoir suivre un plan de vol préétabli et éviter des obstacles de façon autonome. Une manière de tester les algorithmes avant de conduire d’autres tests, plus réalistes, en extérieur. 

Livraison de colis, transport d’organes ou sécurisation de sites sensibles, l’intérêt grandissant pour les drones et leurs applications pousse aujourd’hui les chercheurs à explorer toutes les problématiques scientifiques liées à ces machines volantes et autonomes.  

Nicolas MARCHAND – Roboticien-

Une des problématiques actuelles des drones c’est l’autonomie des engins qui est relativement limitée en raison de l’utilisation de batteries. Une limite que la recherche va permettre de repousser c’est ce degré d’autonomie soit en travaillant sur les batteries mais également en utilisant des drones hybrides qui permettent d’augmenter le temps de vol en améliorant la portance des engins. Avant l’utilisation de ces méthodes pour des applications comme la livraison dont on entend beaucoup parler il est nécessaire encore de faire beaucoup de développement notamment sur la perception. A l’heure actuelle on maitrise le fait qu’un drone décolle d’un point et atterrisse à un autre de manière totalement autonome par contre on est incapable de garantir qu’il évitera les obstacles ou que si jamais il y a un problème en cours de route il sera effectivement capable de trouver une solution non dangereuse.

En attendant de voir un jour des drones évoluer dans nos villes de manière autonome, les scientifiques travaillent également à l’élaboration de chartes de sécurité calquées sur celles des avions. L’un des géants du e-commerce a annoncé ses premières livraisons de colis à domicile aux Etats Unis dès 2020, des paquets de 2kg livrés automatiquement à 25km de distance.

Une réalité qui semble peu à peu rattraper la science-fiction.