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Les essaims de capteurs ouvrent la voie à une exploration approfondie du monde

Un projet financé dans le cadre du programme Technologies futures et émergentes d’Horizon 2020 devrait nous permettre d’explorer, de cartographier et de comprendre les environnements les plus dangereux et les plus difficiles d’accès.

Technologies industrielles

Les humains sont des explorateurs. Chaque nouvel environnement que nous comprenons nous apporte des connaissances susceptibles de profiter à l’ensemble de la société. Pourtant, il reste beaucoup à explorer, y compris les structures que nous créons chaque jour. Cartographier les canalisations pourrait nous aider à détecter les défauts structurels ou les fuites qui affectent l’approvisionnement en eau potable ou à vérifier sa qualité. Explorer les canaux souterrains pourrait améliorer l’efficacité de l’extraction du gaz naturel et nous aider à identifier de nouveaux lieux de stockage pour le CO2 issu des technologies de capture du carbone. Observer le fond des volcans et des glaciers pourrait permettre aux scientifiques de mieux modéliser le changement climatique. Cependant, même les capteurs les plus avancés ne peuvent pas atteindre ces endroits de manière sûre et efficace. C’est là qu’intervient le projet Phoenix (Exploring the Unknown through Reincarnation and Co-evolution). Phoenix a intégré des éléments de logiciel, de matériel et d’intelligence artificielle pour créer des essaims de minuscules sphères robotisées qui peuvent se rendre dans des endroits encore inconnus, et explorer, détecter et cartographier à mesure qu’elles se déplacent. «Nous rencontrons sans cesse des gens qui souhaitent essayer notre technologie Phoenix SMARBLE pour de nouvelles applications, comme l’inspection de cuves de mélange industrielles, l’inspection de systèmes d’égouts et de nettoyage de l’eau, la surveillance des maisons et (mais ce sera plutôt dans le futur) pour des applications médicales», déclare Peter Baltus, professeur et président du groupe Circuits intégrés du département d’ingénierie électrique de l’université de technologie d’Eindhoven et coordinateur du projet Phoenix.

Une simplicité de pointe

Ces petits robots ne font que six centimètres de diamètre, mais, avec des composants avancés, ils pourraient être réduits à une sphère de l’ordre d’un cm ou moins. Étant donné leur taille réduite et grâce à une technologie de batterie améliorée, les robots peuvent également fonctionner beaucoup plus longtemps. Ils sont équipés de dispositifs électroniques à ultrasons miniaturisés et très efficaces ainsi que de transducteurs, qui prennent moins de place et consomment moins d’énergie. Les tests ont montré que la communication entre les robots peut fonctionner jusqu’à plusieurs mètres sous l’eau. Il importe de souligner également que, afin d’être plus efficace et plus petit, une grande partie de ce matériel utilise des composants facilement disponibles sur le marché. À l’avenir, ces composants pourront être aisément remplacés au fur et à mesure des progrès technologiques.

L’intelligence des foules

Cette technologie repose notamment sur la capacité des petits robots à s’organiser, à s’adapter à de nouveaux environnements et à répartir le travail entre eux de manière autonome et dans des situations très variées. Cette flexibilité ouvre de nouvelles perspectives d’utilisation de la technologie, notamment pour des applications soumises à des conditions restrictives en termes de taille, de paramètres des capteurs, de durée de vie des batteries et de robustesse face à des effets tant physiques que chimiques. «Phoenix semble très bien se prêter à une adaptation à ces différentes exigences, car nous n’avons pas besoin d’un unique capteur qui puisse tout faire, mais plutôt de répartir le travail», explique le professeur Baltus.

L’essor de Phoenix

L’équipe de Phoenix a été contactée par un large éventail de groupes intéressés, qui envisagent une utilisation de la technologie dans le cadre de leur travail ou de leurs recherches. «C’est formidable de voir tant d’intérêt et d’enthousiasme pour une idée qui, il y a quelques années encore, était souvent considérée comme de la science-fiction, au mieux. Je suis certain que nous n’aurions pu trouver aucune autre source de financement disposée à investir dans une idée aussi risquée, et par conséquent nous n’aurions absolument pas pu explorer et faire évoluer cette technologie, sans Horizon 2020!»

Mots‑clés

Phoenix, robots, exploration, cartographie, capteurs, environnement, canalisations

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