Un nouveau foyer pour la robotique de développement durable

Le monde est actuellement confronté à des défis environnementaux importants et à des demandes complexes liées aux infrastructures et aux écosystèmes naturels. Pour faire face à ces problèmes, des solutions viables, à la fois certifiées et contrôlées, sont nécessaires. La robotique peut jouer un rôle crucial pour relever ces défis.C’est pourquoi le DroneHub du bâtiment de recherche et d’innovation NEST de l’Empa offre un espace unique dans lequel les chercheurs peuvent tester de nouveaux drones et technologies robotiques bio-inspirés capables de vivre de manière autonome dans la nature, de collecter des données de haute qualité et d’effectuer des actions de restauration dans l’environnement bâti.

Développée en partenariat avec une université STEMB de premier plan, l’Imperial College London, l’unité est dirigée par Mirko Kovac, qui a fondé le partenariat Imperial-Empa en 2019 en tant que professeur de robotique aérienne à l’Imperial et directeur de l’Imperial Centre of Excellence in Infrastructure Robotics Ecosystems (Centre d’excellence impérial en écosystèmes robotiques d’infrastructure).

À l’avenir, le DroneHub soutiendra la nouvelle chaire commune de Kovac en robotique de la durabilité entre l’Empa et l’EPFL et sera une installation clé pour la poursuite du partenariat avec l’Imperial College London.

« L’ouverture de cette nouvelle plateforme de recherche au NEST n’est pas seulement une étape importante dans la recherche sur les drones mais aussi un témoignage fort de l’importance des collaborations de recherche, comme le partenariat entre l’Empa et l’Imperial College London, que nous étendrons officiellement lors de la cérémonie d’ouverture », a indiqué Tanja Zimmermann, directrice de l’Empa.

Le DroneHub est spécialement conçu pour représenter une variété d’environnements d’essai permettant la validation de robots ressemblant à des êtres vivants pour la réparation d’infrastructures, la surveillance de l’environnement et la gestion autonome d’écosystèmes.

Les robots volants prennent leur envol : de l’infrastructure à la nature

« La robotique pourrait redéfinir les pratiques de maintenance, d’inspection et de réparation dans les environnements construits, en relevant les défis critiques de la protection de la biodiversité et de l’atténuation du changement climatique, tout en réduisant les risques humains et les coûts opérationnels », déclare Mirko Kovac.« Notre vision est de permettre aux drones d’agir comme un système immunitaire pour l’environnement, capable d’effectuer des tâches de haute précision telles que la réparation des fissures sur les structures ou de s’engager dans la restauration de l’environnement de manière autonome. »

Les principales caractéristiques du DroneHub sont trois éléments innovants : une zone verticale de fabrication additive aérienne pour tester les capacités de réparation des infrastructures par les drones, un environnement de biosphère pour la recherche écologique à long terme et une façade de bâtiment pour tester la façon dont les drones peuvent être des systèmes résidentiels et agir comme le système immunitaire du bâtiment.

Innovation aérienne pour le secteur du bâtiment

La zone verticale de fabrication additive aérienne du DroneHub comprend un mur avec des éléments de surface interchangeables, permettant aux drones d’effectuer des tâches de réparation par impression 3D sur divers matériaux, tout en permettant une caractérisation, une évaluation et une optimisation détaillées de la technologie d’impression. Une caractéristique unique de cet espace est qu’il est situé à l’extérieur, dans une structure de bâtiment, ce qui permet aux drones d’opérer à différentes hauteurs et distances des surfaces dans des conditions adaptables et réelles. Cette configuration constitue un environnement idéal pour valider les performances du système dans des scénarios réalistes, y compris l’exposition au vent, aux turbulences et aux effets de sol.

Une technologie inspirée de la nature pour protéger la nature

La biosphère pour la détection environnementale permettra aux robots de fonctionner de manière autonome, en utilisant des matériaux biodégradables pour tester de nouvelles plates-formes robotiques. Les robots bio-inspirés pourront voler dans les airs, grimper ou se déplacer sur le sol pour recueillir des données importantes à l’aide de capteurs avancés. Ce qui rend la biosphère vraiment innovante, c’est qu’elle met l’accent sur les matériaux durables et qu’elle offre un banc d’essai pour le placement de capteurs et la surveillance de la biodiversité. L’accent est mis sur les robots fabriqués à partir de matériaux biodégradables, qui sont testés pour voir comment ils se dégradent au fil du temps. Cela permet de s’assurer qu’une fois leur tâche accomplie, ces robots ne nuiront pas à l’environnement. En outre, une partie de la biosphère est utilisée comme serre pour cultiver des robots bio-hybrides, c’est-à-dire des robots qui combinent des plantes vivantes ou d’autres matériaux organiques avec la technologie robotique.

Un système immunitaire pour l’environnement bâti et naturel

La façade du DroneHub est conçue pour montrer comment les robots peuvent être intégrés au bâtiment lui-même et fonctionner comme son système immunitaire en fournissant des capacités autonomes de collecte de données et d’interaction. Il comporte des composants modulaires qui peuvent être échangés, ce qui permet de nouvelles innovations dans la collaboration entre les robots, les bâtiments et les humains afin de répondre aux besoins des résidents et des services du bâtiment.

L’accent est mis sur les interventions d’urgence, où les drones, par exemple un drone pompier, peuvent assumer des tâches dans des situations dangereuses, comme lors d’un incendie, qui sont trop risquées pour l’homme. Les chercheurs pourront ainsi mettre au point des robots capables de travailler en toute transparence aux côtés des humains, ce qui rendra la vie plus facile, plus efficace et plus durable. L’objectif est de créer des robots qui ne se contentent pas d’exécuter des tâches, mais qui s’adaptent à notre mode de vie et l’améliorent, contribuant ainsi à façonner un avenir où la technologie et la vie quotidienne seront davantage connectées.

Le DroneHub accélérera la réalisation de systèmes robotiques durables qui fonctionnent en harmonie avec la nature et contribuent directement à nos objectifs de développement durable. En favorisant un espace où les robots sont testés en tandem avec des écosystèmes et des infrastructures dynamiques, le DroneHub transforme la façon dont nous comprenons la technologie durable et autonome et ses applications pour atténuer les crises environnementales urgentes.

Crédit images : EMPA