Archives de la catégorie ‘robotique’

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Assez régulièrement, dans ce blog, je reprends ce sujet qui ne cesse de progresser : la fabrication additive. Non pas parce que ce serait à la mode, mais parce que les applications dans le domaine de la défense se multiplient et surtout, deviennent de plus en plus opérationnelles. Je vais, dans cet article, vous parler de deux sujets : drones de combat et nouvelles versions d’armes de poings, imprimables chez soi (!).

Commençons par l’opération appelée « Ripper Lab », faisant référence au surnom du 7e régiment des US Marines, à l’origine de l’expérimentation. Cette opération a consisté à déployer sur le terrain un laboratoire mobile de fabrication additive (un peu sur le modèle de la Rapid Equipping Force que j’ai déjà décrite dans cet article), au Moyen-Orient. L’opération a mobilisé 48 soldats et officiers (appartenant au Special Purpose Marine Air-Ground Task Force Crisis Response-Central Command), et a consisté à déployer, en soutien de l’Operation Inherent Resolve, des capacités d’impression de 25 drones légers de type Quadcopter, baptisés Nibblers.

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Ce petit quadcopter, capable de voler pendant 20 à 25 minutes, a été modifié pour répondre aux exigences des US Marines. Le Nibbler est un drone très simple dont une grande partie est imprimée, le reste étant sourcé dans des composants grand public. Il est destiné à être employé pour des missions de reconnaissance, et d’identification d’autres drones hostiles. Il est aussi destiné à acheminer des ressources aux combattants déployés sur le terrain.

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Ce n’est pas forcément plus économique en termes de coûts de développement, puisque le drone initial (quadcopter non modifié et acheté dans le commerce) coûte environ 500$, contre 2000$ pour le modèle Nibbler imprimé par les US Marines. Mais en termes de facilité d’utilisation, de déploiement et de maintenance (possibilité d’imprimer les pièces de rechange), l’opération semble intéressante. Le lab déployé utilisait différents types et tailles d’imprimantes 3D, permettant d’imprimer toutes les variétés nécessaires de composants.

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Bien évidemment, ce que les soldats peuvent faire, leurs ennemis le peuvent également. On est bien là en face d’une technologie « nivelante », susceptible d’être employée par des factions combattantes hostiles, avec une certaine facilité compte tenu du coût d’équipement d’un « lab ». De plus, il est nécessaire de bien contrôler les aspects liés à la sécurité de l’information ; il est en effet facile de pirater un système, ou d’introduire des défauts qui ne se révéleront qu’après un certain nombre d’utilisations.

Cet aspect « nivelant » de la technologie, on le retrouve avec la suite de la saga du sulfureux Cody Wilson (dont nous avions déjà parlé, notamment dans cet article), fondateur de DD (Defense Distributed), société qui commercialise des machines de fabrication, et notamment des imprimantes 3D permettant la fabrication d’armes. DD a mis sur le marché une nouvelle mise à jour de son système, une fraiseuse automatique robotisée destinée à usiner des armes, et baptisée Ghost Gunner (voir cet article).

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Le système était déjà utilisé pour fabriquer des fusils d’assaut AR-15 ; DD a désormais mis sur le marché les kits permettant de fabriquer chez soi des armes de poing, en l’occurrence des modèles Glock et le célèbre M1911. Et comme pour le AR-15, il s’agit de « ghost guns », armes fantômes puisque ne portant aucun numéro de série identifiable.

La société a trouvé quelques chemins tortueux dans les réglementations américaines pour que cette offre soit légale – en particulier, ils continuent à fabriquer des armes détectables, avec une composante métallique, puisqu’aux Etats-Unis, on peut fabriquer une arme, à condition qu’elle soit détectable dans un portique de type filtrage aéroport ( !) – c’est le décret « Undetectable Firearms Act ».

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La nouvelle version du Ghost Gunner diffère considérablement de la précédente : des modifications dans la mécanique même du système ont été développées et testées pendant un an ; le système logiciel a été réécrit, la précision des axes de fraisage a été augmentée, etc. Le prix final de cette nouvelle version du Ghost Gunner n’a pas encore été fixé – la version précédente coûtait 1200$.

Tout ceci montre que l’utilisation militaire de l’impression 3D et des machines de fabrication utilisables par tout un chacun, chez soi, en vue de créer des armes, est en plein essor. Puisqu’il est pratiquement impossible de réguler le domaine, il faudra accepter que nos ennemis aient accès à ces capacités, avec des fichiers CAD 3D qui circuleront de toute façon sur Internet, quoi que fassent les gouvernements. Le génie est sorti de la lampe…

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Lorsque l’on parle de robotique et d’aéronautique, on pense de prime abord aux drones, aux véhicules robotisés, mais pas aux fonctions de service ou de soutien. C’est pourquoi le programme AR3P mérite un petit éclairage.

AR3P cela signifie Autonomous & Robotic Remote Refueling Point (point de ravitaillement en essence autonome et robotisé). Il s’agit d’un programme développé par l’US Army Aviation and Missile Research, Development and Engineering Center et qui vise à démontrer la pertinence d’utiliser des points de ravitaillement totalement autonomes pour les voilures tournantes, avec deux préoccupations en tête : limiter le temps passé au sol pour les hélicoptères militaires, et éviter de devoir déployer des équipes humaines dans des centres de ravitaillement isolés.

Il est vrai qu’un point de ravitaillement, c’est en soi une cible militaire – dès lors, on conçoit bien l’intérêt d’un centre totalement automatisé, sans présence humaine. Ce faisant, on devient capable de créer des points de ravitaillement avancés (uFARP ou unmanned Forward Area Refueling Points) sur le modèle des bases opérationnelles avancées (ou FOB), c’est-à-dire partout, y compris en territoire hostile.

L’idée est donc de permettre ce que l’on appelle un « Quick Hook-up », un ravitaillement extrêmement rapide, utilisant des bras robotisés capables de s’auto-aligner avec la perche ou l’orifice de ravitaillement, bardés de capteurs et articulés afin de permettre de s’adapter aux différents types d’appareils.

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Le centre de l’US Army vient donc de conduire un test, une démonstration limitée du concept (Limited Initial Capabilities Demonstration) en utilisant des modules robotiques du commerce, à l’exception de la sortie du carburant, qui a fait l’objet d’un prototypage par fabrication additive (impression 3D).

La vidéo ci-après présente le projet AR3P, qui en soi n’est pas limité aux seuls hélicoptères mais envisage également les capacités de ravitaillement automatique en vol pour les drones de combat (la voix assurant le commentaire est également robotisée !)

En fait, le système ressemble à celui développé par TESLA pour ses stations de rechargement automatique (ci-dessous) même si évidemment le concept est – en ce qui concerne AR3P) bien plus élaboré.

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On retrouve néanmoins les mêmes fonctions, et notamment l’utilisation d’un bras autonome articulé, capable de s’auto-aligner avec l’orifice de ravitaillement. Dans un contexte opérationnel, le processus est bien plus complexe car il serait inconcevable soit d’endommager l’appareil, soit de connaître un problème en cours de ravitaillement qui immobilise dangereusement l’hélicoptère et son équipage au sol. C’est pourquoi le programme AR3P sera conduit en plusieurs phases : actuellement en phase 2 (levée de risque), il comprend une phase 3 (test du concept sur un appareil Mosquito) et une phase 4 finale permettant de développer un système opérationnel pour les hélicoptères de combat AH-64 Apache.

Compte tenu de l’excellent niveau technologique de la France, notamment en termes de robotique, il pourrait être intéressant de lancer chez nous quelques études permettant de développer un concept similaire pour nos hélicoptères de combat ou de transport. Voire à d’autres types de véhicules, ou de navires… Une idée en passant.

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Nous avons l’habitude de beaucoup parler de drones dans le cadre de ce blog, car oui, les drones sont à la mode, et leur application au monde de la défense connaît un développement explosif. Dans ce paysage, peu de réelles nouveautés. Les drones multi-rotors se ressemblent tous, avec généralement une structure en carbone ou en aluminium, et une envergure relativement importante (particulièrement si l’on souhaite les emporter sur le terrain). Peu d’originalité donc, la plupart des fabricants se concentrant essentiellement sur les systèmes de guidage, de planification de mission, ou sur la charge utile. Et ces drones sont fragiles, ce qui limite leur utilisation dans un contexte opérationnel exigeant.

L’innovation que propose DIODON, jeune société toulousaine créée en mars 2017 (après tout de même deux ans de recherche et développement de ses fondateurs – nous y reviendrons), c’est de modifier la structure même du drone afin de le rendre tout-terrain.

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Leur technologie permet en effet de développer des drones aériens multi-rotors à structures gonflables. A l’origine, c’est l’inspiration du Kite-Surf, hobby de l’un des fondateurs, qui a permis d’imaginer le concept : un drone qui se déploie en quelques secondes, par un seul opérateur muni d’une pompe légère. Les bras du drone se gonflent très rapidement pour former une structure robuste et incassable.

Initialement, la société avait imaginé cette technologie de drone tout-terrain pour le grand public et en particulier les sportifs, mais elle a récemment pivoté, afin de réorienter son innovation vers le marché professionnel en visant notamment les secteurs de l’industrie, de la sécurité et de la défense. Un mouvement courageux, et pas si courant que cela, dans le domaine des startups où le grand public est généralement vu comme plus rémunérateur que le marché professionnel.

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Malgré son apparente simplicité, ce concept nécessite une bonne dose d’ingénierie, car il s’agit de pouvoir garantir la précision de l’assemblage du drone, et notamment sa précision de pilotage, en utilisant des structures souples qui sont, par définition, difficiles à manier avec précision. D’où les deux ans de R&D nécessaires avant de fonder la société, et le dépôt d’un brevet sur le procédé.

Mais quels sont finalement les avantages d’un drone gonflable ? En premier lieu, la facilité de transport : le drone est léger, très compact lorsqu’il est dégonflé, et donc facilement transportable par un seul homme, en plus de son équipement usuel. Mais c’est aussi la robustesse : le drone peut atterrir sans dommage (il est son propre airbag), quel que soit le terrain : terrain accidenté, neige… ou même sur l’eau. Le DIODON est donc un drone ultra-portable, ultra-robuste et amphibie (il va sur l’eau comme sous la pluie), capable d’être déployé en quelques secondes dans toutes les conditions, mêmes les plus difficiles.

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La start-up propose donc aux militaires et aux acteurs de la sécurité civile (pompiers, sauveteurs en montagne, forces de l’ordre) des solutions de reconnaissance et de surveillance en conditions difficiles. Pour atteindre ces clients exigeants, elle s’appuie sur une offre reposant sur la combinaison de différents vecteurs et charges utiles (voir le tableau ci-dessous).

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Les charges utiles sont diverses : caméras Full HD, FLIR, Vision nocturne ou même IA embarquée (nous y reviendrons)… Chaque DIODON dispose de sa station sol dédiée, avec retour vidéo et position GPS, interface tactile et contrôle manuel, et lien crypté. La portée est de 10km ce qui est amplement suffisant pour une grande variété d’applications.

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Dernière originalité de ce projet : les deux fondateurs sont en fait encore étudiants à l’Isae-Supaéro, et réussissent le prodige de développer cette activité en parallèle de leurs études. Chapeau. Voici un petit film réalisé à l’occasion du SOFINS, et qui présente la société.

La société DIODON (de son nom complet DIODON Drone Technology) souhaite étendre son offre à des applications SAR (Search & Rescue) en milieu alpin. En ce sens des démonstrations vont être organisées d’ici le début du mois de septembre dans des stations de ski des Pyrénées. Elle a participé (outre le SOFINS) au salon international de l’air et de l’espace du Bourget. Plusieurs régiments français et étrangers ont déjà évalué l’efficacité de la solution dans le cadre d’exercices en conditions réelles.

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La société DIODON fait partie des sociétés labellisées dans le cadre du programme GENERATE du GICAT – nous présenterons bientôt d’autres sociétés labellisées. Quand je vous disais que la France n’a pas à rougir de sa base industrielle et technologique de défense…

Pour contacter DIODON, suivre ce lien. Pour tout renseignement sur GENERATE, voici le chemin.

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Le concept s’appelle « Loyal Wingman » est fait partie d’un programme baptisé RaiderII, et conduit par le laboratoire de recherche de l’US Air Force (Air Force Research Lab) et de la célèbre équipe « Skunkworks » de Lockheed Martin. Pour mémoire, Skunkworks est le surnom du département célèbre de Lockheed Martin dont le nom officiel est Advanced Development Programs (ADP), responsable du développement d’avions mythiques tel que le SR71 Blackbird, ou le F117. Nous avons déjà parlé de certains projets de Skunkworks comme le ARES VTOL (voir cet article)  ou le Hybrid Airship (voir celui-ci)

Le concept de « Loyal Wingman », c’est de réaliser un couplage entre un avion de chasse opéré par un pilote humain, et un avion dronisé, sans pilote à bord. L’idée est ainsi de pouvoir disposer de groupes d’UCAV (unmanned combat air vehicles, soit des drones aériens) capables de voler de concert avec des avions pilotés, et d’emporter des capacités additionnelles, notamment en termes d’armement. Le projet est destiné notamment à fournir des « équipiers robotiques » aux F-35 et F-22.

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Une nouvelle étape de ce programme a été atteinte il y a quelques jours, avec une démonstration mettant en œuvre un F16 expérimental robotisé. Selon Lockheed Martin, l’expérimentation a consisté en une conduite de mission incluant une perte de communication, une déviation par rapport au plan de vol initial, et – c’est une première – une mission de frappe contre le sol réalisée par le F16 robot en autonomie.

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L’US Air Force dispose d’un certain nombre de F16 robotisés (ci-dessus), mais jusque-là, ces derniers étaient essentiellement utilisés comme des cibles d’exercice autonomes (quand on a des sous…), une pratique héritée des F-4 Phantoms déclassés du Vietnam, utilisés de la même manière. Mais ici, on parle bien d’un avion disposant d’une IA embarquée, et capable de piloter de manière autonome, en respectant des consignes de haut niveau communiquées par son ailier humain. Un programme qui s’inscrit en toute cohérence avec la stratégie américaine du « troisième offset » dans laquelle l’intelligence artificielle et la robotique sont centrales.

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L’expérience s’est déroulée sur le terrain mythique de EAFB (Edwards Air Force Base), que tous les aficionados du film « l’Etoffe des Héros » (je ne peux même pas imaginer que vous ne connaissiez pas ce film, sinon filez le voir d’urgence) connaissent. Elle visait principalement à démontrer la capacité de l’ailier automatique à s’adapter à son environnement, et en particulier à des menaces simulées dynamiques, dans le cadre d’une mission de combat air-sol.

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Il s’agit de la seconde expérimentation (la première, Raider I, était centrée sur le vol en essaim et l’évitement de collision). Elle a montré la capacité du F16 robot à poursuivre sa mission en cohérence avec son ailier humain, et à réaliser la frappe contre le sol. Elle a également démontré la pertinence de l’environnement logiciel embarqué OMS (open mission system développé par l’US Air Force), capable de gérer des composants développés par des fournisseurs très différents, et rapidement intégrés au sein d’une architecture cohérente, une fonction qui sera déterminante dans la capacité à développer de futurs modules logiciels pour un tel programme.

Au-delà, cette expérimentation montre la capacité à s’appuyer sur un système autonome, assistant  le pilote, pour décharger ce dernier de tâches cognitives prenantes, en lui permettant de se focaliser sur la gestion de sa mission globale. Et non, on ne parle pas d’un « avion de combat intelligent » mais bien d’un système adaptatif et autonome dans le cadre d’une mission précise, et totalement subordonné au pilote. Ce n’est pas demain qu’un avion robotisé sera qualifié chef de patrouille !

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Même si son nom évoque les prédateurs des profondeurs, la société SHARK Robotics évolue sur le plancher des vaches, et son créateur Jean-Jacques Topalian appartient plutôt à la catégorie des inventeurs entrepreneurs bienveillants. Même si, dans son histoire récente (M Topalian était le fondateur de la société TECDRON), des requins, il en a pas mal croisé – mais ceci est un blog technologique, et cette histoire une autre histoire qu’il ne m’appartient pas de relater.

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Focus sur SHARK Robotics, donc, société de 16 personnes environ, implantée à Paris et la Rochelle, et présente lors de cette édition 2017 du SOFINS, avec ses robots terrestres impressionnants. Le plus connu est le COLOSSUS, un robot rouge rutilant, un camion pompier en miniature. Et effectivement, le COLOSSUS est bien un robot pompier, capable de réaliser des tâches de contrôle et d’inspection dans des milieux hostiles, mais également d’intervenir dans toutes les conditions (il dispose de caméras thermiques jour/nuit) pour éteindre un feu. Il permet d’ailleurs de tirer 250m de tuyau, une tâche extrêmement physique, assurée en l’occurrence par la machine.

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Le COLOSSUS porte bien son nom, et son poids : la bête pèse 420 kg pour des dimensions de 1600 x 780 x 760 mm, mais est capable sans problème de pousser une voiture pour la dégager (jusqu’à 2 tonnes), tout en emportant une charge utile d’une demi-tonne. Sa motorisation est électrique : 2 x 4000W en 48V, pour une vitesse maximale de 6 km/h et une autonomie de 2h. Le pilotage, qui peut s’effectuer à une distance de 1000m, est réalisé via des consoles spécifiques, soit le poste de pilotage IK-SHARK (limité à 300m), soit une tablette durcie tactile baptisée NX-SHARK, conçue en partenariat avec NEXTER Robotics (ci-dessus). Ci-après, un portrait de la bête « en pied » ( (c) Shark Robotics):

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L’engin va d’ailleurs bientôt équiper la brigade des sapeurs-pompiers de Paris – il leur permettra d’intervenir en toute sécurité, tout en relevant des informations indispensables (température, présence de gaz), et d’éteindre des feux grâce à un canon à eau motorisé intégré sur l’engin. Bien évidemment, on peut imaginer d’autres usages, puisque le robot est muni d’un rail Picatinny lui permettant d’emporter d’autres types d’équipements, y compris offensifs.

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Au SOFINS, outre quelques innovations malheureusement confidentielles, la société présentait l’ATRAX (ci-dessus), un robot polyvalent de petite taille conçu pour l’inspection, la surveillance, la neutralisation de colis suspects ou l’intervention. Capable de gravir une pente à 60 degrés, la machine possède une autonomie d’une heure et demie, et est pilotée par les mêmes consoles que le COLOSSUS. Elle présentait également sa plate-forme RHYNO (ci-dessous), une plate-forme robotique paramétrable, pouvant être configurée à la demande pour chaque cas d’utilisation spécifique, et capable d’emporter une charge utile d’une tonne. On la voit ci-après (plate-forme bleue) avec une tourelle vidéo.

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La spécificité de SHARK Robotics, outre son inventivité, c’est de maîtriser l’intégralité de la chaîne de conception et de production, avec son propre bureau d’études, et un atelier usinage qui leur permet de concevoir leurs propres pièces, jusqu’au dernier engrenage. Mais l’innovation n’est pas que mécanique : chacun de ces robots peut disposer de capacités de transmission de données à longue distance, jusqu’à 5km pour le COLOSSUS. Et tous les robots de SHARK Robotics sont équipés d’une motorisation électrique, une bonne idée, qui, en termes opérationnels, assure également une certaine discrétion. On se souvient que certaines expérimentations en robotique terrestres ont été arrêtées en raison du  bruit généré par les moteurs des robots.

Une belle société, donc, qui mérite d’être connue, déjà reconnue par les unités opérationnelles et qui mérite d’être soutenue, face aux acteurs anglo-saxons du domaine.

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Pour une fois, je me fais le porte-parole d’une action dans laquelle je suis directement impliqué, et que je crois véritablement bénéfique pour le monde de l’innovation de défense en France. L’idée est d’accompagner les start-up françaises dans le monde de la défense terrestre et aéroterrestre et de la sécurité, et comme vous le constaterez, la première « promotion » est de qualité!

Vous trouverez ci-dessous le communiqué officiel du GICAT (pour mémoire : groupement des industries de défense et de sécurité terrestres et aéroterrestres) que je reproduis directement. Pour toute information, adressez-vous au GICAT (ou à moi, je relaierai).

Le GICAT lance officiellement son nouveau label “Generate” permettant à des start-up françaises de comprendre et d’intégrer le monde de la défense et de la sécurité.

L’ambition première de ce label est de devenir un HUB d’échanges afin de promouvoir l’innovation au sein du secteur de la Défense et de la Sécurité terrestres et aéroterrestres. Ces industriels développent du matériel de pointe, performant, gage d’une grande technicité. Les start-up ignorent parfois qu’elles sont à l’origine de technologies pouvant avoir une utilité dans le monde de la défense et de la sécurité. Rejoindre « Generate » by GICAT, c’est leur offrir de nouvelles opportunités et leur assurer un accompagnement sur mesure afin de se développer.

Les objectifs de ce label sont les suivants:

  • Promouvoir une démarche d’intelligence collective entre acteurs de la défense & sécurité et start-up issues d’autres secteurs
  • Participer à l’excellence française en matière d’innovation et en faire bénéficier le secteur défense & sécurité
  • Mettre en avant l’importance de l’innovation au sein de l’industrie de défense et de sécurité terrestres et aéroterrestres

Afin de faciliter l’intégration de ces start-up, le GICAT mettra à leur disposition de nombreux services comme :

  • Apporter une connaissance globale des mécanismes et acteurs (institutionnels, industriels, scientifiques, etc.)
  • Organiser des rencontres avec les acteurs de la défense & sécurité : forces de sécurité, forces armées, DGA, centres de recherche, etc.
  • Mettre en relation ces start-up avec des industriels membres du GICAT souhaitant échanger et coopérer dans une démarche d’innovation
  • Accompagner ces start-up grâce à une système de parrainage assuré par des membres du groupement qui leur apporteront leur connaissance et retours d’expérience.

Le 17 mars 2017, un jury composé de la délégation du GICAT, de présidents de commissions et d’industriels – Emmanuel Chiva (AGUERIS), Jérôme Diacre (ELNO) et Yannick Rolland (ATOS) – ont retenu 5 start-up pour faire partie de la première « promo » de Generate :

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Née d’un projet de R&D personnel en 2010, Aleph-Networks est née en février 2012 autour du développement de deux technologies innovantes :

  • GrayMatter, une technologie de collecte et structuration de données, adressant les problématiques Big Data
  • SafetyGate, une technologie de réseaux distribués (p2p) permettant de répondre aux risques induits par la transmission d’informations sensibles.

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Solution complète anti-drone, CerbAir permet de détecter, localiser et neutraliser les drones malveillants avant que ceux-ci ne commettent leur méfait. Issues de la recherche française, leurs technologies d’analyse radiofréquence et de reconnaissance d’image protègent contre tous les drones civils. Enfin, le système d’alerte et de levée de doute en temps réel permet de neutraliser le pouvoir de nuisance des intrus indésirables via le recours à diverses contremesures telles que le brouillage ou le lance-filet.

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Linkurious Enterprise est une plateforme de visualisation et d’analyse big data qui permet de comprendre les connections cachées dans les données. Sa technologie est déjà utilisée par le ministère français des Finances pour la détection de la fraude à la TVA, par plusieurs banques pour améliorer la détection de blanchiment d’argent, et sur des questions de sécurité informatique. Linkurious collabore même avec la NASA, pour rendre l’information d’une de ses bases de documents facilement utilisable, en mettant au point un système plus adapté que les moteurs de recherche.

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Le premier correcteur automatique de calculs – Aujourd’hui, pour corriger les déviations numériques, les ingénieurs testent le plus grand nombre de manière possible d’écrire chaque formule pour trouver la meilleure et ensuite tester si celle-ci est suffisamment stable et précise… Mais il est parfois difficile de tout tester dans le temps imparti. Numalis valide les programmes et multiplie leur précision tout en améliorant leurs performances.

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Sterblue met en oeuvre des solutions d’inspection automatique de sites sensibles autour de trois technologies principales :

  • Perception: algorithme de navigation autonome aux abords des structures complexes
  • Curiosity : algorithme d’intelligence artificielle (Deep Learning) permettant la détection automatique de défauts dans les clôtures/intrusion
  • Cloud Sterblue permettant de stocker et visualiser l’intégralité des données traitées sur différentes interfaces utilisateurs.

 

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Même si le nom ne fait pas forcément vendeur en français, le nouveau drone de Northrop Grumman est loin d’être fade. Il s’appelle TERN, pour Tactically Exploited Reconnaissance Node (oui, il n’y a pas que la DGA qui peut trouver des acronymes) et a été développé pour le compte de la DARPA et de l’ONR (Office of Naval Research). Ce nouvel appareil – drone MALE pour Medium Altitude, Long Endurance – est destiné à être transporté sur des navires militaires, pour conduire des missions de reconnaissance et de soutien.4

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Première particularité, il peut décoller verticalement comme un hélicoptère, avant de basculer comme un « tilt rotor » et de passer en propulsion horizontale – l’atterrissage se fait également en mode vertical. Il possède un rayon d’action d’environ 1110 km – bon, c’est ce qui est prévu car l’oiseau est encore en phase de développement. Le drone possède une capacité de transmission de données par liaison satellitaire, et embarque une charge utile pouvant peser jusqu’à 450kg – les concepteurs imaginent bien entendu des capteurs variés, des systèmes de guerre électronique, mais aussi des charges militaires comme l’emport de missile pouvant procurer à l’engin des capacités d’appui de troupes au sol, ou à la mer.

L’idée d’un décollage vertical puis d’une transition en propulsion classique et d’un atterrissage vertical (VTOL pour vertical take-off and landing) à partir d’un navire n’est pas nouvelle – voir par exemple ci-dessous le célèbre Convair XFY-1, surnommé « pogo » qui s’est révélé trop complexe à piloter, mais qui jetait déjà les bases d’un concept tilt-rotor/VTOL. Mais le TERN présente aujourd’hui nombre de caractéristiques similaires au XFY-1, comme son aile delta et ses hélices contrarotatives. Néanmoins, à la différence d’un « tilt rotor » classique, c’est le mouvement de l’avion qui lui permet de passer à l’horizontale, et non l’inclinaison des propulseurs.

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Le programme est aujourd’hui dans sa troisième phase (voir la video ci-dessous) mais les concepteurs ne souhaitent pas révéler ses caractéristiques finales (envergure, vitesse, …). La Marine américaine le décrit simplement comme le « plus gros appareil capable de rentrer dans le hangar d’un destroyer ».

Même si les dimensions finales ne sont pas connues, j’ai trouvé cette photo qui représente le hangar de Scaled Composites (une filiale de Northrop Grumman) avec un prototype de TERN en cours d’assemblage qui donne une idée de taille – et au passage indique que le véhicule est construit en matériaux composites.

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Le TERN est capable de décoller de n’importe quel vaisseau muni d’une plate-forme de type Helipad, mais la DARPA a souhaité également pouvoir le faire embarquer sur d’autres navires, et pour cela a développé un concept original de bras opérateur robotisé, une innovation en soi. Le système s’appelle SideArm (ci-dessous), et est destiné à équiper des navires non munis de plates-formes hélicoptères.

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Le principe est simple : le bras robotisé est muni d’un rail pour déployer et propulser le drone. Il est également muni d’un filet pouvant récupérer un engin pesant jusqu’à 500 kg (le rail jouant en ce cas le rôle d’amortisseur)– ce qui nécessitera donc une adaptation pour l’utiliser avec le TERN. La vidéo ci-dessous présente le concept, également en cours de développement.

La robotique est donc bien en passe de révolutionner les opérations, puisque l’on voit apparaître des systèmes de robots, combinant leurs automatismes pour fournir une nouvelle capacité. Il est certain que les prochaines années verront le développement de concepts qui pouvaient autrefois paraître surréalistes, mais qui, aujourd’hui, convergent pour accompagner et soutenir les opérations conventionnelles. Une nouvelle ère s’ouvre.

 

 

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Nous avons déjà parlé dans ce blog d’essaims de drones (voir par exemple cet article sur le programme Gremlins de l’US Air Force, ou celui-ci traitant des drones CICADA). Cette fois ci, il s’agit de la démonstration de la viabilité du concept par une expérimentation en grandeur nature.

Rappelons déjà ce que c’est qu’un essaim de drones : il ne s’agit pas simplement de mettre de nombreux drones ensemble, mais surtout de les faire fonctionner de manière intelligente, adaptative et coordonnées. C’est une problématique étudiée depuis longtemps : dans les années 1990, de nombreux travaux – notamment ceux du Pr Rodney Brooks au MIT (Massachussetts Institute of Technology) – traitaient de la robotique en essaim.

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L’idée est de s’inspirer des capacités des animaux sociaux, et notamment des insectes. Elle consiste à considérer que chaque individu est relativement simple dans son comportement, mais capable de communiquer et de se coordonner avec ses congénères pour produire un comportement complexe et coopératif.  Les avantages de l’adaptation d’une telle approche sont nombreux : la simplicité des unités élémentaires (et donc leur coût), la redondance, la capacité à couvrir des zones importantes (par exemple pour réaliser de la surveillance, ou de la saturation de communications).

L’US Air Force vient d’annoncer qu’ils ont mené le plus grand test d’essaim à ce jour : 3 avions F18/SuperHornet ont ainsi largué 103 (!) drones Perdix pour une simulation de mission coopérative de surveillance. Et avec succès.

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Le drone Perdix est un drone simple, développé lors du programme PERDIX doté de 20 millions de dollars (donc un petit programme) – il est aujourd’hui dans sa sixième version. Chaque drone, d’une envergure de 30 cm, pèse 300g environ et est construit en kevlar et en fibres de carbone. A l’origine conçu par le MIT, le Perdix (sans « r ») est capable de voler à 112km/h, et est doté d’une micro-caméra et d’une batterie au lithium. Le drone est développé à partir de composants sur étagère (composants de smartphones, en particulier) et est fabriqué en utilisant des techniques de fabrication additive (impression 3D).

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Le Perdix ne possède pas d’intelligence « locale » : un système distribué réparti leur confère une intelligence collective, chaque drone se synchronisant ensuite avec ses voisins immédiats. Si la mission est donc claire, la manière de la remplir dépend de la configuration de l’essaim, et s’adapte en conséquence (ci-après, une image de l’une des configurations). C’est d’ailleurs la seconde expérimentation : lors de la première, 90 drones avaient montré avec succès leur capacité au vol collaboratif.

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Comme on le voit dans la vidéo ci-après, la démonstration a montré avec succès que l’essaim pouvait adopter différentes configurations de vol correspondant à une simulation de mission de surveillance.

Au-delà de l’exercice lui-même, le programme Perdix est innovant, car il s’appuie sur le DIUx (Defense Innovation Unit eXperimental), une structure créée il y a deux ans dans la Silicon Valley par le Secrétaire d’Etat à la défense actuel, Ashton Carter (lui-même ancien chercheur en physique théorique). La structure cherche d’ailleurs aujourd’hui un industriel capable de produire plus de 1000 drones Perdix.

SD visits in California

DIUx est un poste avancé de la défense américaine en Silicon Valley, chargé de s’assurer que des technologies critiques n’échappent pas à la Défense américaine. Il rassemble des spécialistes en technologies, des industriels et des investisseurs en capital risque. DIUx répond à la difficile question du financement de l’innovation de défense, en s’assurant que des start-ups innovantes peuvent accéder à des programmes gouvernementaux sans en subir les inconvénients (notamment la longueur des cycles). La démarche est intéressante et mérite d’être étudiée pour notre pays – reste à voir si, aux Etats-Unis, elle survivra à la prochaine présidence…

 

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Il ressemble à de nombreux robots terrestres comme ceux développés par Nexter Robotics ou MacroUSA, est léger (11kg) et rapide (4 km/h – ce n’est pas Usain Bolt, mais c’est néanmoins rapide pour un micro-engin terrestre autonome), mais il a quelques caractéristiques spécifiques… comme une vision à 360degrés et un Glock 26 9mm incorporé avec un système intuitif  de visée et de tir!

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Le DOGO est le dernier-né de la firme israélienne General Robotics (il a été présenté lors du dernier salon Eurosatory). Conçu pour des missions de soutien tactique aux équipes d’intervention, aux unités d’infanterie et aux forces spéciales, c’est un petit robot chenillé, ce qui lui permet d’évoluer sur des terrains irréguliers et de monter des escaliers sans difficulté (jusqu’à une pente de 45 degrés). Doté d’une autonomie de 4h (après 3h de charge), ce robot conçu en matériaux composites est également très discret puisqu’il peut modifier sa configuration pour passer de 28cm de hauteur à seulement 14cm.

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Israel n’a plus à prouver sa capacité à développer des concepts non seulement novateurs, mais surtout immédiatement opérationnels. Et l’on peut dire que pour le coup, sans déchaîner de surenchère technologique, ils ont pensé à tout. En premier lieu, la couverture visuelle est assurée par 8 micro-caméras positionnées sur 2 bras mobiles placés à l’arrière du robot. L’image est envoyée à la station de contrôle, en l’occurrence une tablette Panasonic Toughpad FZ G1 durcie, via une connexion haut débit cryptée (2.4GHz à 28dBm). La portée est de 400m – elle se réduit à 100m si des obstacles importants comme deux murs en béton se situent entre le robot et l’opérateur (selon General Robotics) – cela faisait partie des spécifications techniques.

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Les concepteurs ont particulièrement travaillé sur la SSI, afin de parer à toute tentative de piratage de la liaison opérateur-drone, qu’il s’agisse de contrôler le robot ou d’intercepter les flux de données. Ils ont ainsi fait tester le système par une unité spécialisée dans le piratage de données cryptées. Cette dernière est finalement parvenue à rentrer dans le système, mais après quelques heures, un tempo difficilement compatible avec les caractéristiques des missions concernées.

Le DOGO est également muni de micros, ce qui permet à l’unité qui l’opère d’écouter discrètement l’environnement, utile notamment dans le cas de prises d’otages. Il dispose également d’un haut-parleur permettant aux équipes de négocier avec les preneurs d’otages.

Le DOGO est muni d’un compartiment mobile, qui peut incorporer des moyens non létaux, mais aussi le fameux Glock muni d’un système de visée et de contrôle du tir. Le robot peut ainsi permettre à l’opérateur de viser (avec un dispositif de visée laser) et tirer (« point and click ») jusqu’à 14 balles sur la cible. Il intègre également un dispositif d’illumination en infrarouge proche (NIR) pour lui permettre d’opérer dans de faibles conditions lumineuses.

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Un redoutable « couteau suisse » donc, qui nécessite néanmoins, et heureusement, la liaison avec un opérateur humain pour le contrôler. Inutile de fantasmer donc sur « une bête féroce autonome, capable de vous chasser avec un 9mm », même si le DOGO tient son nom du dogue Mastiff argentin ; il ne s’agit ni plus ni moins que d’un auxiliaire robotique, une arme télécommandée astucieuse et conçue pour le terrain. Le slogan de la société ? « Mieux vaut risquer un DOGO qu’un personnel ».

 

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Dans les films « techno thrillers », on trouve souvent une scène emblématique dans laquelle les gentils, assemblés devant un écran géant dans le poste de commandement, observent un micro-drone envoyé furtivement dans l’antre des terroristes (je vous recommande à ce sujet l’excellent film « Operation Eye in the Sky » avec Alan Rickman et Helen Mirren). Dans la réalité, les choses sont plus complexes, même si des drones insectes ou drones colibri (comme celui de la DARPA) sont en cours de développement, sans parler du célèbre Black Hornet, qui est toutefois assez volumineux pour être repéré. Jusqu’à maintenant, les plus petits drones comme le Robobee (ci-dessous) développée par l’Ecole d’Ingénierie de Harvard, nécessitait une connexion permanente filaire pour lui fournir l’énergie nécessaire. Un peu compliqué pour une opération antiterroriste, ou alors il faut une très grande rallonge ( !).

Voici donc Piccolissimo (du nom de son inventeur, Matt Piccoli, étudiant en thèse au sein du laboratoire ModLab de l’Université de Pennsylvanie. C’est aujourd’hui le plus petit robot volant auto-propulsé, contrôlable, ne nécessitant pas de connexion permanente filaire. Et il porte bien son nom : le robot pèse 4,5 g et mesure environ 3,5cm. Il est composé de deux parties : un corps généré par impression 3D et un propulseur (en gros une hélice). On peut le voir comme une hélice carénée par le corps du robot.

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Le principe de propulsion est lui-même innovant : les deux composants tournent en sens opposé, à des vitesses différentes : 800 rps (rotations par seconde) pour l’hélice, 40rps pour le corps. Avec une petite subtilité : le propulseur n’est pas situé au centre de gravité du robot. Le résultat est que le centre de la poussée subit également une rotation de 40rps. En modulant cette rotation, on peut faire tourner le robot comme on le souhaite.

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Pour ce faire, les concepteurs utilisent une liaison infrarouge, qui permet d’accélérer ou de décélérer l’hélice, de telle manière que le corps soit orienté dans la direction voulue.

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Bon, il s’agit évidemment d’un travail de recherche, et pour l’instant la liaison IR doit encore être très proche. Mais le concept est novateur, et ce robot sera bientôt doté d’un senseur embarqué : une caméra capable de générer une image panoramique grâce à la rotation du corps (avec la difficulté de garder le poids de la charge utile en-dessous du gramme).

Piccolissimo illustre bien le savoir-faire du ModLab de l’Université de Pennsylvanie : des robots « frugaux », stabilisés de manière passive sans actuateurs coûteux et utilisant la force de gravité pour se diriger. Les concepteurs imaginent ainsi des essaims de micro-robots capables de couvrir une zone, notamment pour la recherche de survivants après une catastrophe naturelle, ou l’inspection de zones contaminées. Et ce, pour un coût modique, puisque la majorité des composants sont imprimés en 3D.