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 une installation unique dans laquelle les chercheurs peuvent tester de nouveaux drones bio-inspirés et des technologies robotiques capables de vivre de manière autonome dans la nature, de collecter des données de haute qualité et d'effectuer des actions réparatrices dans l'environnement bâti. Développée en collaboration avec l'Imperial College London, l'unité est dirigée par Mirko Kovac, qui a lancé le partenariat Imperial-Empa en 2019 en tant que professeur de "Aerial Robotics" à l'Imperial College et en tant que directeur de l'"Imperial Centre of Excellence in Infrastructure Robotics Ecosystems". A l'avenir, le DroneHub soutiendra la nouvelle chaire commune de Kovac en "Sustainability Robotics" entre l'Empa et l'EPFL et sera une installation clé pour la poursuite du partenariat avec l'Imperial College. "L'ouverture de cette nouvelle plate-forme de recherche au NEST ne représente pas seulement une étape importante pour 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 allons officiellement étendre lors de la cérémonie d'ouverture", a déclaré 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 : des infrastructures à la nature

“La robotique pourrait redéfinir les pratiques de maintenance, d'inspection et de restauration 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 de fissures sur les structures ou la restauration de l'environnement de manière autonome” déclare-il. Le DroneHub se caractérise par trois éléments innovants : une zone verticale de fabrication additive aérienne pour tester les capacités de réparation des infrastructures par les drones, un environnement biosphérique 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 la mise en place 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 pour 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'accomplir 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.

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