Des chercheurs de l’EPFL développent un robot révolutionnaire inspiré des oiseaux

L’innovation suisse repousse une nouvelle fois les limites de la robotique. Dans le cadre d’une avancée majeure réalisée à l’École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL), des chercheurs ont dévoilé RAVEN, un drone qui sort des sentiers battus en marchant, en bondissant et en sautant pour prendre son envol. Ce n’est pas un simple appareil volant de plus, mais une prouesse bio-inspirée qui imite les mouvements agiles des corvidés et fait le lien entre mobilité terrestre et aérienne.

Alors que les drones traditionnels à voilure fixe restent tributaires des pistes ou des lanceurs, RAVEN (Robotic Avian-inspired Vehicle for multiple ENvironments) s’affranchit de ces contraintes. Grâce à ses pattes semblables à celles des oiseaux, il peut évoluer dans des environnements jusque-là considérés comme inaccessibles aux robots explorateurs. Les implications sont considérables : des opérations de recherche et de sauvetage dans des zones sinistrées encombrées de débris à la surveillance environnementale dans des forêts denses, RAVEN promet d’accéder à des endroits où les roues et les rotors échouent. Publiée cette semaine dans la prestigieuse revue Nature, cette avancée menée par la Suisse marque un tournant dans l’évolution des systèmes autonomes.

Concevoir un robot qui vole est difficile. En concevoir un qui marche et vole relève d’un défi d’ingénierie considérable. Won Dong Shin, doctorant au Laboratoire des systèmes intelligents de l’EPFL, s’est attaqué de front à ce problème. En combinant rigoureusement modélisation mathématique et simulations informatiques, il a conçu un système de pattes sur mesure qui concilie complexité mécanique et contraintes de poids essentielles. Le résultat est un modèle d’efficacité : un drone de seulement 620 grammes, doté de la puissance nécessaire pour bondir.

« Les oiseaux peuvent alterner entre la marche et la course pour décoller ou atterrir, sans l’aide d’une piste ou d’un lanceur. En robotique, les plateformes conçues pour de tels mouvements font encore défaut », a déclaré Shin. Pour résoudre ce problème, l’équipe a utilisé un système sophistiqué de ressorts et de moteurs, qui imite les tendons et les muscles puissants des oiseaux. En plaçant les composants les plus lourds près du corps, comme la nature l’a fait pour l’anatomie des oiseaux, l’équipe a obtenu un centre de gravité qui assure la stabilité au sol sans compromettre l’aérodynamisme en vol.

Les tentatives précédentes de créer des robots hybrides n’étaient pas parvenues à trouver le bon équilibre : les robots marcheurs étaient trop lourds pour voler, tandis que les robots sauteurs manquaient de précision pour marcher. RAVEN fait tomber ces limites. Le robot peut franchir des trous et effectuer des sauts verticaux sur des surfaces situées 26 centimètres plus haut. Cette mobilité dynamique lui permet de traverser des terrains accidentés et irréguliers qui immobiliseraient des drones classiques.

Les chercheurs ont découvert que le saut n’est pas seulement une prouesse spectaculaire : c’est la méthode la plus efficace pour décoller. En analysant différents modes de vol, notamment les départs à l’arrêt et les chutes libres, l’équipe a constaté qu’un bond propulsé maximise à la fois l’énergie cinétique (la vitesse) et l’énergie potentielle (la hauteur). Cette efficacité est essentielle pour les opérations autonomes dans des espaces confinés où toute intervention humaine est impossible. RAVEN ne se contente pas de voler : il se propulse dans les airs avec la puissance explosive d’un prédateur.

Si RAVEN excelle au décollage et en vol, l’atterrissage reste le dernier défi. L’équipe de l’EPFL, épaulée par des scientifiques américains, s’attelle actuellement à résoudre les problèmes complexes de physique liés au retour au sol du robot-oiseau, en toute sécurité et dans des environnements variés. Maîtriser l’atterrissage est la dernière étape pour permettre des missions entièrement autonomes et multimodales.

Cette avancée intervient à un moment crucial pour la Suisse. Alors que la guerre des drones et la surveillance évoluent à l’échelle mondiale, l’armée suisse et les services de protection civile repensent activement leurs stratégies. Des innovations comme RAVEN placent la Suisse à l’avant-garde de cette révolution technologique. En créant une plateforme légère et agile, capable d’évoluer sans piste, l’EPFL a posé les bases de la prochaine génération de drones : des appareils qui ne se contentent pas d’observer le monde d’en haut, mais interagissent physiquement avec lui.