Les drones et les robots pourraient construire et réparer les futures villes, mais seulement s'ils peuvent travailler ensemble - en copiant les tactiques de la nature.

Une nouvelle critique, publié aujourd'hui dans Robotique scientifique et co-écrit par le chercheur impérial Dr. Mirko Kovac, qui dirige le Laboratoire de Robotique Aérienne du Département Aéronautique, examine l'état de l'art en matière de construction de robots et les prochaines étapes pour faire d'un environnement construit par des robots une réalité.

Cela survient alors que l'UKRI a annoncé un financement de 18 millions de livres sterling pour soutenir la transformation numérique du secteur de la construction, dont le Dr Kovac est chercheur associé à un projet avec l'UCL où son groupe explorera des solutions de plate-forme robotique pour la construction robotique collective.

Le monde est de plus en plus urbain, et les chercheurs disent que les robots pourraient être les outils parfaits pour aider à construire et à entretenir de nouvelles villes. L'utilisation de robots devrait réduire le risque humain, permettre d'accomplir les tâches plus rapidement, et permettre une surveillance parallèlement à la construction - les robots pourraient collecter des données sur tout ce qu'ils font, contribuer à améliorer leurs pratiques.

Le Dr Kovac a déclaré :« Les villes du futur pourraient être construites et entretenues par des groupes de robots terrestres et volants travaillant ensemble pour construire, évaluer, et réparer l'écosystème urbain des bâtiments et des infrastructures.

« La nature fournit amplement la preuve qu'une telle construction collective est possible, et en appliquant certaines de ces idées à la façon dont les drones sont construits, exploité et fait pour coopérer, nous pourrions faire de ce rêve une réalité."

Apprendre des bâtisseurs de la nature

L'équipe a examiné des exemples de la nature où des groupes d'organismes utilisent différentes tactiques pour travailler ensemble dans la construction. De nombreux animaux en groupe s'inspirent de leur environnement et en tirent parti lors de la construction ou de la réparation de leur maison.

Par exemple, si les castors entendent le ruissellement de l'eau, ils appliqueront des matériaux de construction dans cette zone du barrage jusqu'à ce que le bruit diminue. Termites, qui vivent en grandes colonies de « super-organismes », compter sur les phéromones excrétées lors du dépôt de matériaux pour coordonner la construction. De nombreux oiseaux construisent des nids en petites colonies, organiser la collecte et la distribution des matériaux de nidification.

L'analyse de ces méthodes de coordination peut aider les chercheurs à concevoir des algorithmes sur la façon dont des groupes de robots et de drones pourraient travailler ensemble de manière autonome pendant la construction. Mais l'équipe d'Imperial développe également des drones basés sur la nature d'une autre manière :par leur conception et les matériaux qui les composent.

L'équipe d'Imperial crée également des «robots aériens souples» individuels, des drones constitués de matériaux et de structures intelligents qui peuvent interagir de manière dynamique avec leur environnement. Ceux-ci incluent un drone qui peut plonger et sauter comme un fou de Bassan et un drone inspiré des araignées qui peut créer des toiles de matériau de traction et même s'y suspendre – comme dans la vidéo en haut de la page.

Passer à la construction

Avant de travailler ensemble sur la construction, des drones sont mis au travail pour réparer les bâtiments et les infrastructures existants, comme le colmatage des fuites de pipeline.

Cette étape cruciale permettra aux chercheurs de créer des drones qui répondent aux besoins d'un bâtiment tout en travaillant aux côtés de ses habitants humains. Dans un nouveau partenariat appelé le NEST Aerial Robotics Hub, une collaboration entre des chercheurs de l'Impérial et des Laboratoires fédéraux suisses de science et technologie des matériaux (Empa), des drones patrouilleront dans un bâtiment pour identifier et résoudre les problèmes mineurs aux côtés des habitants humains.

L'équipe souligne également que ces avancées profiteraient à d'autres domaines où l'intervention humaine est délicate ou trop lente, par exemple dans la construction d'abris d'urgence à la suite de catastrophes naturelles, qui serait imprimé en 3D à partir de drones volants.