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UGS1Allez, pour changer de l’image du week-end, une petite nouveauté dans le domaine des véhicules sous-marins autonomes. La société Huntington Ingalls’ Undersea Solutions Group vient en effet de présenter son nouveau mini sous-marin, le Proteus. Il s’agit d’un véhicule capable d’évoluer de manière autonome comme un UUV (unmanned underwater vehicle) ou de recevoir un équipage, par exemple pour véhiculer des nageurs de combat.

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Il s’agit d’un sous-marin électrique, dont la batterie délivrant 296kWh lui permet de disposer d’un rayon d’action maximal de 700nm (environ 1300 km) à une vitesse de 10 nœuds. Le Proteus est développé par HIUSG, Battelle, et BlueFin Robotics.

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Le Proteus porte à son bord six stations à air permettant d’accueillir des plongeurs. Toutes les commandes sont numériques, sur le mode « fly-by-wire », il est doté de stations Iridium en sus des moyens radio traditionnels, et porte 4 caméras et un sonar de 300kHz. En mode autonome, le Proteus peut être utilisé pour différentes missions : transport de charge utile, inspection sous-marine, ou installation de charges diverses sur le plancher sous-marin. La vision ci-dessous présente le concept.

En revanche, en comparaison des drones aériens, le Proteus doit être piloté en automatique : on ne peut le diriger manuellement à distance, en raison du délai induit par la communication sous-marine.

Pour des missions de renseignement, d’autres sous-marins autonomes existent, et en particulier, le Ghost Swimmer, un requin robotisé étonnant, développé au sein de la cellule d’innovation rapide (CRIC) de l’US Navy dans le cadre d’un projet baptisé SilentNemo.

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Ce projet a pour objectif de développer des systèmes d’inspiration biomimétique, à destination de la Marine Américaine. Le CRIC est un centre créatif, lancé en 2012, permettant d’imaginer des produits novateurs, et un concept dont la France pourrait s’inspirer, modulo… le budget nécessaire à son fonctionnement. La video ci-dessous présente l’étonnante nage du GhostSwimmer.

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Il s’appelle CICADA comme les cigales de type  magicicada septendecim (j’ai été biologiste au début, mais juste au début), une espèce dont les larves restent enfouies pendant 17 ans dans le sol. Je vous rassure, ce n’est pas cela sa caractéristique première, mais plutôt sa robustesse et sa capacité d’évoluer en essaim de très nombreux individus.

« Il », c’est le nouveau nano-robot (un terme un peu abusif, je trouve) de l’US Army. Dans ce contexte, CICADA signifie Covert Autonomous Disposable Aircraft : un drone aérien jetable et surtout évoluant par essaim d’individus si nombreux que leur capture globale serait physiquement impossible. Des sales bestioles, donc.

L’idée n’est pas nouvelle. Rodney Brooks, un des pionniers de la robotique et de la vie artificielle avait, dans les années 90, déjà formulé le concept de robots en essaim. Mais aujourd’hui, le concept technologique s’accompagne d’un mode opératoire et d’un concept d’opérations.

Pourquoi doit il être robuste ? Justement à cause de ce mode opératoire, consistant à larguer un essaim de robots à partir d’un avion ou d’un drone, et de les laisser atteindre le sol, en espérant qu’ils survivent à un impact moyennement bien contrôlé (puisque dans la phase de descente, l’engin peut atteindre 75 km/h).

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Chaque CICADA est équipé de senseurs (phoniques, magnétiques ou sismiques par exemple), d’un gyroscope et d’un GPS pour sa navigation. Il coûte environ 1000$ à construire, trop cher donc pour l’instant, mais les concepteurs de l’engin visent un coût de fabrication de250$.

Quand on parle de robustesse : ni le sable, ni l’impact sur l’asphalte, ni le gravier ou les branches n’ont eu raison de ces bébêtes! Seul un buisson épineux a réussi à empêcher un CICADA de remplir sa mission.

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Le CICADA a été présenté aux LabDays (voir cet article). Outre son intérêt militaire, il pourrait fournir un moyen pour les météorologistes de prévoir les tornades et autres phénomènes dangereux, en permettant d’établir de très nombreux relevés de températures dans une zone donnée de l’atmosphère. En plus, la bestiole est duale…

Images (c) AFP, US DoD, Naval Research Laboratory

 

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Oui, je sais, le jeu de mots est facile mais le projet ne l’est pas. Voici le GLMAV (pour Gun Launch Micro Air Vehicle), un concept innovant de drone miniature lancé…à partir d’un canon.

Ce concept est issu d’un financement ANR dans le cadre de l’appel à projets Concepts, Systèmes et Outils pour la Sécurité Globale (CSOSG). Le projet de recherche collaboratif a associé l’Institut franco-allemand de recherches de Saint-Louis (ISL), le CRAN (Université de Lorraine), l’unité mixte de recherche HEUDIASYC (Université de Technologie de Compiègne) du CNRS et la société SBG Systems SAS.

Le concept est original puisqu’il consiste à lancer, à partir d’un tube portable (10 kg) dédié, un projectile subsonique qui se transforme en drone miniature (MAV) à rotors coaxiaux contrarotatifs une fois arrivé au-dessus de la zone d’opérations. Le schéma ci-dessous illustre le principe du GLMAV :

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Ce concept procure de multiples avantages, en particulier en ce qui concerne le délai de mise en œuvre (le drone peut être très rapidement sur zone) et l’énergie nécessaire afin d’amener l’engin sur le site à observer, par rapport à un drone conventionnel, le poids de l’engin (1kg) ou encore la discrétion acoustique (le vol initial est silencieux) et visuelle (l’objet arrive comme un projectile, et est donc difficile à détecter visuellement).

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De plus, le drone possède une caméra capable de filmer dans deux directions différentes grâce à un prisme séparateur, et d’envoyer les images en temps réel (une suggestion du GIGN).

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En revanche, les difficultés technologiques qui ont été rencontrées dans le projet étaient réelles et multiples :

  • L’autonomie et le rayon d’action devaient être réalistes : le projet visait un rayon d’action de 500 mètres et une autonomie d’au moins 20 minutes. l’engin devient opérationnel à 100 m au-dessus de la zone à observer située à 100 m ou 500 m du lieu de lancement.
  • Le drone devait être pourvu d’une certaine autonomie décisionnelle car le système doit pouvoir être opéré par un non-spécialiste
  • Le principe de pales à charnières a posé des problèmes techniques
  • Les rotors contrarotatifs devaient permettre de stabiliser l’appareil après la phase transitoire : une poussée d’environ 18 N est en effet nécessaire pour ralentir le GLMAV jusqu’à obtenir une vitesse de translation nulle
  • Les interactions inter-rotors sont complexes, comme l’évoque le projet « L’appareil GLMAV comporte deux rotors coaxiaux contrarotatifs. Le rotor supérieur assure la sustentation de l’appareil tandis que le rotor inférieur assure l’anti-giration et sa manœuvrabilité longitudinale et latérale. La superposition des rotors conduit à des interactions de différentes natures entre les rotors qui dépendent du type de vol et qu’il y aura lieu d’étudier »

L’ISL a assuré la coordination des travaux du consortium pendant le projet, qui a également associé la DGA, le GIGN et MBDA. Les essais ont eu lieu en 2013 dans la région de Mulhouse, et se sont avérés concluants. Si le projet ANR est achevé, le développement du prototype doit encore être finalisé, il le sera par l’ISL sur fonds propres. Une vidéo des essais est visible sur cette page.

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Un concept innovant, donc, d’ailleurs présenté au forum innovation 2014 de la DGA, et qui a également comme intérêt de mettre concrètement en relief des compétences critiques en balistique, détonique, architectures des munitions,… qui rentrent dans la catégorie des compétences rares, et donc menacées. Un groupe de travail, dirigé par Christian de Villemagne (directeur de l’ISL), vient d’ailleurs d’être mis en place sur ce sujet au sein de la commission R&T du GICAT – nous en parlerons dans un prochain article.

Images (C) ISL, ANR, HEUDIASYC, CRAN, SBG Systems, Ministère de la Défense

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La société Howe and Howe est spécialisée dans la conception de véhicules « extrêmes », capables d’évoluer en environnement hostile, pilotés ou non. C’est une société américaine, qui s’est fait connaître en 2001 avec le RIPSAW, un tank robotisé autonome à très hautes performances – un croisement entre un supercar et un engin blindé : le Ripsaw accélère de 0 à 100km/h en … 3 secondes.

Dans la grande tradition américaine, la société, créée par deux frères, a même eu pendant un temps son programme de téléréalité : « Howe and Howe Tech: Black Ops Brothers ». Mais au-delà de l’aspect divertissement, la société a réussi à aligner quelques véhicules au « DARPA grand challenge », la célèbre compétition robotique destinée à tester les capacités de véhicules autonomes en environnement réel et complexe. Suite à cette compétition, la société a retenu l’attention de l’US Army qui a financé le développement d’un prototype, le MS1. Ce dernier a même été envoyé en Irak.

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La société démontre aujourd’hui les capacités d’un nouvel engin, le Ripsaw EV2, nouvelle version hautes performances, capable notamment de réaliser des pointes de vitesse impressionnantes sur une étendue de glace, et dans la neige. Voici la vidéo filmée à partir d’un drone DJI.

Les secrets de sa performance sont encore gardés, mais mécaniquement parlant, l’engin est doté de nouvelles chaînes, de nouvelles suspensions , et d’un moteur dont les caractéristiques n’ont pas été divulguées, mais qui visiblement mobilise instantanément un couple impressionnant. Le prédécesseur, l’EV1 (extreme vehicle 1), était motorisé par un Duramax Diesel de 6.6 litres, de 600 chevaux. Et l’engin possède un châssis est réalisé en aluminium A440f (qualité aéronautique).

Maintenant, si l’on considère le concept opérationnel, plusieurs questions se posent :

  • La capacité d’emport d’un tel véhicule, notamment en termes d’armement
  • Le niveau de blindage (apparemment aucun)
  • Le concept d’emploi d’un tel engin.

En réalité, l’EV2 est issu d’une refonte et d’une démilitarisation du Ripsaw MS2 UGV, un engin de 4,5 tonnes, capable d’une vitesse de pointe de 90 km/h. Pas certain donc que l’EV2 soit destiné à un usage militaire, même si ses caractéristiques peuvent en faire une machine attrayante pour les Forces Spéciales.

X47B sur un pont

Il s’agit du petit nom de l’un des deux prototypes de drones X47-B construits par Northrop Grumman dans le cadre du programme Unmanned Carrier-Launched Surveillance and Strike (UCLASS). 4 concurrents s’affrontent pour la conception d’un drone capable d’être catapulté et d’apponter à partir d’un porte-avion, pour conduire des missions de type ISR (intelligence, surveillance, and reconnaissance) ainsi que des missions de combat et d’évaluation de situation. Ce prototype vient d’ailleurs de passer un premier test de ravitaillement automatique (voir photo ci-dessous). Le drone est véritablement autonome, c’est à dire piloté à la souris par des actions de haut niveau, et non téléopéré au joystick.

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Northrop Grumman's MQ-8B Fire Scout unmanned aerial vehicle

La firme australienne Sentient  a livré la première version de son logiciel KESTREL pour le drone MQ8 FireScout. Le FireScout est un drone à voilure tournante construit par Northrop Grumman, et destiné à réaliser des missions de reconnaissance, de désignation de cible et de guerre électronique. C’est un drone qui est déployé opérationnellement en Afghanistan par l’armée américaine depuis 2011.

Le système de détection automatique KESTREL a pour objectif de fournir une capacité ISR évoluée, avec détection automatique des objets d’intérêt (voies optiques et IR). Le logiciel est spécialisé dans la détection de petits objets à la surface de l’océan (bateaux pneumatiques, go-fast, etc), extrêmement difficiles à détecter manuellement.

Encore une fois, il s’agit d’une technologie initialement dédiée à la vision artificielle pour la robotique autonome (la société SENTIENT a été fondée en 1999 avec cette ambition). Le logiciel associe donc traitement d’image classique et interprétation automatique grâce à des modules spécifiques d’intelligence artificielle. Au-delà de la simple détection, le but est en effet de réaliser une reconnaissance et classification automatiques des cibles, afin de distribuer aux différents opérateurs une information qualifiée. KESTREL est également capable de réaliser un tracking continu des cibles.

Le logiciel existe en deux versions : Land MTI pour le domaine terrestre et une version spécifique navale (KESTREL Maritime). La video ci-dessous montre la performance du système en conditions dégradées :

Mais surtout, il permet de détecter des objets quasiment invisibles à l’œil nu (voir la video ci-dessous jusqu’au bout)

Le logiciel a bénéficié de plus de 15 000h de test opérationnel sur des plateformes ISR déployées.  Les applications vont de la surveillance de zone, la reconnaissance et désignation de cibles, au SAR (search and rescue), avec notamment la capacité de détecter automatiquement des personnels à la mer, équipés de gilets de sauvetage, et ce même si l’image ne mesure… qu’un seul pixel (d’après les affirmations de Sentient).

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Encore la DARPA (Defense Advanced Research Project Agency) qui fait parler d’elle avec le programme ALIAS : Aircrew Labor In-Cockpit Automation System.

Ce programme a pour ambition de développer un kit permettant d’introduire dans le cockpit de tout avion un système modulaire et démontable, permettant d’implémenter des automatismes afin de réduire la charge de l’équipage. L’intention est ainsi de concevoir et de développer un assistant automatique au pilotage, permettant d’opérer divers avions de manière automatique et autonome.

Un avion équipé du système ALIAS pourrait ainsi décoller, poursuivre une mission, s’adapter aux différentes défaillances, atterrir et ce de manière automatique. Il s’agit bien évidemment là de l’effet final recherché. Pour y parvenir, un éventail technologique doit être déployé, validé et démontré dans le cadre du programme (voir l’appel à participation ici) Il porte principalement sur les trois domaines technologiques suivants :

  1. Interfaces non ou peu invasives pour adapter ALIAS aux aéronefs existants
  2. Acquisition de connaissances sur les opérations aériennes afin de pouvoir adapter le système ALIAS à différents vecteurs aériens en peu de temps, utilisant les modèles mécaniques, les procédures existantes, etc…
  3. Interfaces homme-machine : l’idée est que l’opérateur humain agisse via des commandes de haut niveau, et non en contrôle direct.

Tout cela est fort ambitieux mais surtout… fort vague. L’idée de pouvoir rétrofitter des avions existants afin de les utiliser dans un contexte d’opérations mêlant drones et avions pilotés est ambitieuse, mais quid des moyens ? Quelles pistes technologiques sont précisément envisagées ? Après avoir parcouru les documents de présentation du concept, le lecteur n’est pas plus éclairé. En ce qui concerne les interfaces, voici un exemple de phrase supposée expliciter l’orientation technologique d’ALIAS :  » Easy-to-use touch and voice interfaces could enable supervisor-ALIAS interaction. ALIAS would also serve as a platform for enabling additional automation or autonomy capabilities tailored for specific missions. »

Si l’on peut admirer le fait que la DARPA finance de tels travaux, et ce de manière confortable, on peut toutefois rester un peu dubitatifs sur l’efficience du projet, et la maturité du concept à ce stade.

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Connaissez-vous la société BATTELLE ? Personnellement, avant d’aller les rencontrer il y a quelques années à Washington, leur nom ne me disait rien. Il s’avère que Battelle, c’est « juste » la première organisation non-lucrative au monde dans le domaine de la R&D. Avec 22 000 et plus de 60 localisations, cette organisation américaine exerce ses activités dans de très nombreux domaines : santé, énergie, environnement, économie, mais aussi défense et sécurité nationale.

Pour l’avoir visitée, l’organisation cherche réellement à innover, tant dans les domaines et la méthodologie que par son approche organisationnelle. Il n’est donc pas étonnant de les trouver à l’origine d’approches non conformistes dans le domaine de la défense.

Aujourd’hui, Battelle annonce avoir développé HeatCoat, un revêtement à base de nanotubes de carbones, qui peut être pulvérisé à la surface d’un véhicule. Une fois appliqué, ce revêtement (semblable à de la peinture) est capable de générer de la chaleur lorsqu’on lui applique un courant électrique.

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Un système de contrôle/commande permet de n’appliquer que les tensions nécessaires à un instant donné pour maintenir des conditions de vol opérationnelles. Le revêtement a été testé en soufflerie et s’est révélé efficace par -30°C, et des vitesses d’air de l’ordre de 330km/h (ce qui explique pour l’instant la limitation d’emploi aux drones, plus lents et volant plus bas que des avions conventionnels).

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Battelle compte utiliser HeatCoat pour maintenir les drones à une température donnée, notamment dans le cadre d’opérations en environnement hivernal ou arctique.

Cette annonce intervient alors que la DARPA confirme son intérêt pour les technologies lui permettant d’opérer dans un environnement arctique (un territoire aujourd’hui source d’intenses convoitises). Vous trouverez la consultation de la DARPA ici et la brochure de heatcoat ici.

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La société américaine RAYTHEON vient d’acquérir une petite société de 50 personnes spécialisée dans les solutions à base de drones pour le renseignement et les opérations spéciales. Sensintel, localisée près de Tucson en Arizona, fournit des drones et des composants pour drones (comme des cartes spécialisées de distribution de la puissance des générateurs). Leur drone SILVER FOX D2 est réputé avoir des capacités de reconnaissance, surveillance et renseignement jusqu’alors l’apanage de systèmes plus lourds. C’est un UAV intermédiaire entre un drone de court rayon d’action (Très Courte Portée), simplement opérable, et un drone tactique à moyen rayon d’action. Il peut être porté dans un petit véhicule de type SUV, et opéré par 2 servants en moins de 15 mn.

La charge utile comprend différents senseurs électro-optiques et infrarouge, mais l’originalité consiste à contrôler plusieurs Silver Fox à partir de la même station sol, permettant ainsi une tenue d’information corrélée en temps réel.

SENSINTEL a beaucoup travaillé avec les laboratoires de référence dans le monde du renseignement, et avec les forces spéciales, dans la mise au point de ses drones:  Special Operations Command (SOCOM), Office of Naval Research et Air Force Research Laboratory.

La question était de savoir dans quelle « business line » Sensintel serait intégrée chez Raytheon: a priori, ce sera dans les systèmes d’armes et en particulier dans l’Advanced Missile Systems product line. Cela fait donc penser que les ingénieurs de Raytheon se concentrent sur des systèmes d’armes autonomes et l’intégration de leur offre missile dans une plateforme globale de senseurs intelligents.

Le montant de l’acquisition n’a pas été communiqué.

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Pendant que les affaires sur les survols intempestifs de drones dans des zones urbaines se multiplient (avec notamment aujourd’hui l’arrestation de trois journalistes d’Al Djazeera en train de manipuler un drone dans le bois de Boulogne), le Department of Homeland Security américain a tenu une conférence « ouverte à tous sauf à la presse »( !)  à Arlington, sur les dangers sécuritaires afférents à la multiplication des drones low cost.

A grand renfort de films montrant des drones de loisir équipés d’armes automatiques, ou encore l’attaque victorieuse ( !!) d’un convoi de blindés par des drones armés (pour un montant de moins de 5000$), l’évènement a aussi présenté des modifications de drones en tant qu’engins volants explosifs improvisés, des « flying IEDs ». Vous auriez pu lire le CR détaillé de la conférence sur le site de Daniel Herbert, qui a posté la photo en tête d’article, présentant un drone phantom de DJI, marque chinoise très populaire, avec une charge utile d’1,5 Kg d’explosifs.Mais le DHS lui a gentiment demandé de tout enlever…

De nombreux organismes réfléchissent à la manière technologique de limiter ou de contrôler ces vols de drones. Une des actions envisagées est le « geofencing », consistant à instaurer des zones de non-vol de drones directement en tant que coordonnées GPS dans le firmware de l’appareil. Evidemment, tout ceci suscite une levée de boucliers des pilotes amateurs au nom de la liberté individuelle… (amusant : la première zone que DJI a instaurée en geofencing était la place Tian An Men, sans que personne n’y trouve rien à redire). Nul doute que bientôt, les premières modifications permettant de contrôler le firmware d’un drone ou de l’altérer seront disponibles sur Internet (après tout, il est aujourd’hui possible de modifier le logiciel de votre voiture, bien que cela soit illégal).

La question est donc de savoir si d’autres technologies, externes aux constructeurs, pourront être utilisées pour exercer un contrôle – par les forces de l’ordre, notamment – sur les drones intempestifs. Un rayon laser (comme une version réduite du LaWS américain, dont nous parlerons plus tard) a même été évoqué sérieusement, tout comme les moyens de brouillage directionnel.  Mais aujourd’hui, on pense que la majorité des drones survolant des villes la nuit effectuent un circuit GPS, donc sans besoin d’un lien permanent avec le pilote.

Tout ceci intervient au moment où une start-up portugaise, la société TEKEVER, a montré qu’un pilote équipé d’un casque d’électro-encéphalographie, pouvait contrôler un drone par la pensée.

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Dans l’esprit de TEKEVER, il s’agit de permettre au pilote de se concentrer sur des tâches tactiques complexes, tout en laissant les mécanismes basiques de vol à la charge du drone lui-même. Il reste à espérer qu’un cerveau de terroriste n’est pas à la hauteur de la tâche…