Enseigner aux drones comment s'écraser en toute sécurité

Une équipe de mari et femme pense avoir la solution à l'un des plus grands obstacles à la livraison de colis par drone.

La plupart des véhicules aériens sans pilote ne sont pas du tout sans pilote. Selon la loi aux États-Unis, un pilote dédié doit maintenir une ligne de mire vers le véhicule afin d'assurer un fonctionnement en toute sécurité. Cette configuration est intenable pour le déploiement à grande échelle de flottes de drones, comme celles prévues par Amazon pour gérer les livraisons des clients en zone urbaine, ou pour des missions de service public impliquant la recherche de feux de forêt, les opérations de recherche et de sauvetage ou la surveillance des requins.

Lou Glaab, un technologue en aérospatiale et chercheur de la NASA, et sa femme, Trish Glaab, une ingénieure en logiciel, ont développé un système qui, selon eux, résout le problème. Safe2Ditch est un ensemble d'algorithmes logiciels et de logique qui réside dans le véhicule, soit dans un petit ordinateur de vol séparé, soit dans un mode intégré dans un pilote automatique. En cas de panne mécanique ou de batterie déchargée, Safe2Ditch permettra au véhicule d'atterrir en toute sécurité, atténuant ainsi le risque de blessure pour les personnes dans les zones urbaines et suburbaines.

C'est une technologie qui, selon les Glaabs, aidera les entreprises à faire valoir auprès de la Federal Aviation Administration des États-Unis, qui réglemente tous les aspects de l'aviation civile, que ces véhicules peuvent fonctionner de manière autonome et en toute sécurité à proximité des habitations et des foules.

Le logiciel a été conçu spécifiquement pour les avions plus petits et moins coûteux. Il surveille divers systèmes du drone et décide soit de le laisser se dérouler comme prévu, si aucune urgence n'est prévue, soit de prendre le contrôle, de choisir un site d'atterrissage sûr et d'effectuer un atterrissage aussi doucement que possible compte tenu des capacités du véhicule en panne. Le système stocke une base de données de sites de fossés potentiels pour des atterrissages d'urgence en toute sécurité et est capable de choisir le site idéal en fonction de la portée, de la taille, du type de terrain, de la fiabilité et des contraintes de temps ou de jour. (L'équipe prévoit des itérations ultérieures du logiciel pour évaluer les sites d'atterrissage potentiels en dehors des options de base de données, en analysant le flux vidéo du véhicule).

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Safe2Ditch a été conçu pour imiter le type de prise de décision qu'un pilote d'aviation générale pourrait avoir à fournir si son avion devenait soudainement non en état de navigabilité et qu'il devait réagir et manœuvrer pour protéger sa vie et celle des personnes au sol, explique Trish. Le logiciel surveille en permanence l'état du véhicule et le recoupe avec son plan de mission et ses besoins en énergie. Lorsqu'une urgence imminente est détectée, le système commence son triage des meilleurs sites d'accident connus, évaluant la durée de vie et les performances du véhicule en panne par rapport à ce qu'il faut pour se rendre dans chaque zone. Si aucun site n'est disponible dans les limites de la capacité du véhicule, il commence simplement à chercher dans la zone immédiate dans la fenêtre de temps de collision prévue disponible.

Il s'agit d'un système beaucoup plus avancé que ce qui est actuellement utilisé dans la plupart des drones commerciaux, qui nécessitent un point « d'origine » désigné, auquel le véhicule tentera de revenir en cas de dysfonctionnement matériel ou de batterie déchargée. Les modèles actuels ne peuvent pas abandonner en toute sécurité si, par exemple, la charge restante de la batterie ne permet pas de ramener le drone à son point d'origine, ou si ce point d'origine est obsolète.

Le système actuel dépend de la configuration correcte du drone, explique Nicholas Roy, professeur d'aéronautique au MIT. Vous obtenez donc ces histoires comiques où l'opérateur a oublié de changer le point d'origine lorsqu'il vole dans un nouvel emplacement, et le véhicule tente de parcourir une distance considérable jusqu'au point d'origine spécifié. En fonction de l'échec, certains drones commerciaux planeront actuellement pendant une durée déterminée, offrant au pilote une chance de récupérer la situation.

En revanche, le système Safe2Ditch utilise une caméra embarquée pour détecter s'il y a un mouvement sur un site de crash potentiel afin de déterminer s'il y a des personnes ou des voitures présentes et soit se rediriger vers un autre site, soit manœuvrer pour éviter le mouvement. Cette fonctionnalité s'est avérée être la plus difficile à mettre en œuvre pour l'équipe, car la caméra vibre et bouge lorsqu'elle tente de détecter des objets en mouvement au sol. La paire s'est associée à une équipe de l'Université Brigham Young, qui a développé un logiciel pour résoudre ce problème.

Le système Safe2Ditch n'est pas encore à sécurité intégrée. Il est actuellement incapable de s'engager lorsque, par exemple, la batterie du véhicule s'arrête soudainement, comme lorsqu'un câble se déconnecte, ou si le pilote automatique échoue complètement - des lacunes que l'équipe s'efforce actuellement de combler via des ajouts de capacités réguliers.

Une fois ces défis technologiques restants résolus, Roy pense que Safe2Ditch, ou des systèmes similaires, pourraient devenir une norme de sécurité mandatée par la FAA dans la fabrication d'UAV.

Il a été historiquement démontré que la FAA agit rapidement lorsque la bonne technologie arrive pour améliorer la sécurité, dit Roy. La plus grande pierre d'achoppement est de trouver des systèmes suffisamment matures pour que les régulateurs puissent en faire une exigence essentielle. C'est pourquoi le programme Safe2Ditch est si excitant.

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