Les ingénieurs du Caltech Institute ont développé un algorithme qui permet aux drones de faire fuir les oiseaux sans intervention humaine. À l'avenir, le système sera mis en œuvre dans les aéroports du monde entier et permettra d'économiser plus d'un milliard de dollars par an.
Les véhicules aériens sans pilote sont généralement interdits à proximité des aéroports. Les véhicules aériens sans pilote contrôlés par l'homme peuvent ne pas être fiables: si l'opérateur devient trop agressif et fait peur aux oiseaux, le troupeau peut voler en éclats et devenir encore plus incontrôlable. Par conséquent, une équipe de chercheurs de Caltech a développé un algorithme qui forme des drones à conduire de manière autonome des troupeaux d'oiseaux depuis l'espace aérien de l'aéroport.
Les ingénieurs ont déclaré avoir été inspirés par l'incident de 2009 avec US Airways-1549, qui est devenu connu sous le nom de Miracle on the Hudson. À la sortie de l'aéroport, l'avion a heurté un troupeau d'oies et a perdu toute puissance moteur. La seule raison pour laquelle il ne s'est pas écrasé est que des pilotes expérimentés ont réussi à atterrir sur la rivière Hudson. Par la suite, un film avec Tom Hanks sera tourné sur le commandant de ce vol, Chesley Sullenberg.
Miracle sur l'HudsonSong Yu Chang, professeur d'ingénierie aérospatiale et auteur principal du projet, craint que la prochaine fois l'histoire ne se déroule pas si bien:
Cent cinquante-cinq passagers du vol 1549 n'ont été sauvés que grâce au talent des pilotes. Cela m'a fait me demander ce qui se passerait si le commandant d'équipage prenait une décision différente. J'ai donc commencé à chercher des moyens de protéger l'espace aérien des oiseaux, en utilisant mes compétences en autonomie et en robotique.
De nos jours, les aéroports utilisent plusieurs stratégies pour effrayer les aéroports à plumes: changer l'environnement pour le rendre moins attrayant pour les oiseaux (manque de champs, d'arbres, etc.), utiliser des faucons entraînés attaquant les troupeaux et utiliser des drones habités. Toutes ces méthodes sont inefficaces et ne réduisent que légèrement les risques de collision d'un avion avec des oiseaux.
Lorsque vous essayez de faire sortir des oiseaux d'un certain espace aérien, vous devez être très précis. Si votre drone est trop loin, il n'effrayera pas le troupeau. Et s'il s'approche trop, vous risquez de disperser le troupeau et de le rendre complètement incontrôlable. Avec un véhicule habité, il est presque impossible de trouver la zone exacte à chaque fois.
Dans le projet mis en œuvre de Song Yu Chang ( PDF ), les caméras enregistrent la formation du troupeau et déterminent sa position. Le système informatique constitue un autre modèle du comportement du troupeau, prédit sa trajectoire et donne des commandes au drone. Et il choisit automatiquement la façon de voler afin que les oiseaux soient garantis de ne pas tomber dans la zone "protégée".
Chaque oiseau du coin réagit au comportement de ses voisins. Un drone situé avec précision peut amener les individus sur le bord à changer légèrement la direction de leur mouvement - ce qui affecte les oiseaux les plus proches d'eux, ce qui affecte les oiseaux plus profondément dans le troupeau, et ainsi de suite, jusqu'à ce qu'il force tout le groupe à faire la manœuvre nécessaire.
Sun Yu Chang a commencé à travailler sur le projet en 2013, alors qu'il travaillait à l'Université de l'Illinois. Le financement a été fourni par la US National Science Foundation ( NSF Career ). Au début, Chang voulait construire un robot à tête chercheuse avec des ailes battantes - qui imiterait le comportement d'un faucon. Son équipe a donc obtenu un tout nouveau type de drone, " Bat Bot ", ressemblant à une chauve-souris. Mais à la suite de tests, il s'est avéré qu'un quadricoptère standard n'effrayait pas les oiseaux (mais coûte moins cher).
Moushedron Song Yu Chang
Afin que le drone puisse automatiquement chasser les oiseaux, Chang et ses collègues ont construit un modèle mathématique du travail du troupeau, décrivant comment il se colle et comment il réagit au danger venant sous un certain angle. Les anciens algorithmes développés pour conduire des troupeaux de moutons ont été pris comme base, mais ils ont été développés pour trois dimensions, au lieu de deux. Les recherches antérieures du professeur Chang sur les vaisseaux spatiaux et les essaims de drones ont également été d'une utilité inattendue. De l'espace, peut-être, des informations seront reçues sur les troupeaux nouvellement découverts, et au moins une douzaine de drones devront être utilisés pour protéger un grand aéroport.
L'équipe a testé avec succès son algorithme à l'aide d'un multicoptère prêt à l'emploi près d'un champ en Corée. Ils ont constaté qu'il pouvait garder indépendamment un troupeau de dizaines d'oiseaux à distance de la "zone protégée". Les chercheurs doivent encore trouver un moyen d'intensifier le projet avant que la technologie puisse remplacer complètement les faucons et les drones manuels entraînés. Mais Song Yu Chang affirme que cela en vaut la peine:
Les oiseaux infligent 400 millions de dollars de dégâts par an dans l'aviation militaire et civile aux États-Unis et 1,2 milliard de dollars dans le monde. Si nous pouvons réduire ces dégâts d'au moins quelques pour cent, le projet se justifiera largement. Au cours des travaux, il s'est également avéré que les vignobles sont confrontés à un problème similaire. Les corbeaux mangent les fruits avant la récolte. Imaginez un drone s'élevant de façon autonome au-dessus du champ, et courageux de tous les invités non invités du territoire. C'est l'avenir sur lequel nous travaillons.
