Les conteurs du nouvel âge utilisent un mélange innovant d’art, de science et de technologie pour créer des expériences immersives.
Pour faciliter ces efforts, les ingénieurs de l’équipe robotique de Disney Research ont conçu des solutions innovantes permettant un atterrissage en douceur de divers robots et équipements volants utilisés dans l’industrie du divertissement.
L’équipe a publié des vidéos présentant différentes technologies en action, notamment des robots en forme de bâton dotés de propulseurs et d’une propulsion par fusée à eau.
De tels progrès aident Disney à présenter ses personnages de manière plus réaliste, notamment lors de cascades dans les films et les parcs à thème.
Maîtriser la précision aérodynamique
Dans la première vidéo de Disney, un robot mince en forme de bâton est présenté et quatre ventilateurs canalisés sont disposés au sommet de sa structure. Equipé d’un pied en forme de piston, le robot amortit habilement les chocs des descentes mineures.
Ensuite, les ventilateurs canalisés agissent rapidement, stabilisant le robot en équilibrant les déviations indésirables grâce à des ajustements précis de la poussée aérodynamique.
Dans un article sur Spectre IEEE, Morgan Pope, chercheur au Disney Research Center de Glendale, en Californie, donne un aperçu des systèmes en jeu. Pope explique que la démonstration en position verticale met en évidence la polyvalence de l’utilisation de la résistance de l’air au-delà des simples scénarios de chute libre.
Contrairement aux robots traditionnels qui marchent ou sautent, qui dépendent du contact avec le sol pour leur stabilité, les robots de Disney exploitent les forces aérodynamiques qui, bien que plus douces, maintiennent efficacement l’équilibre.
Selon Pope, cette approche douce mais efficace facilite non seulement la position debout, mais suggère également la possibilité pour les robots qui courent ou sautent d’adopter des phases de vol, simplifiant la conception des jambes et permettant éventuellement un mouvement bipède plus rapide.
Un robot un peu plus gros tente une chute beaucoup plus spectaculaire de 65 pieds dans les airs dans la vidéo suivante. Il s’agit d’une petite machine dotée d’un ensemble similaire de ventilateurs canalisés sur le dessus et de deux pieds en forme de piston.
Lorsque le robot descend, les ventilateurs remplissent un double objectif : stabiliser son orientation dans les airs et à l’atterrissage. Chaque pied abrite un bouchon de mousse compressible conçu pour un usage unique. Lors de l’impact, la mousse se comprime, offrant un profil de force constant qui optimise la dissipation d’énergie par unité de contraction.
« Dans le cas de ce petit robot, la dissipation d’énergie mécanique dans les pistons est inférieure à l’énergie totale nécessaire pour être dissipée lors de la chute, donc le reste du mécanisme en prend un coup assez dur. La taille du robot est un avantage dans ce cas, car les lois d’échelle signifient que le rapport résistance/poids est en sa faveur », a déclaré Pope dans IEEE Spectrum.
Stratégie d’arrêt et de contrôle en vol
La démonstration suivante réalisée par l’équipe montre la modulation de poussée nécessaire pour contrôler l’orientation de robots plus gros.
La plupart des applications de robotique aérienne reposent sur un système capable de supporter tout le poids du robot pour offrir un contrôle. Il n’est pas nécessaire de pouvoir planer dans notre situation, selon Disney Research.
Dans cette configuration, le robot peut tourner librement puisqu’il est soutenu par un cardan. Des réseaux de ventilateurs canalisés sont installés aux extrémités. Les ventilateurs ont un grand contrôle sur l’orientation, mais pas assez de force pour maintenir le cadre en l’air.
Comme le montrent les images, les robots complexes ont moins de chances de s’échapper indemnes lorsqu’ils sont soumis aux accélérations extraordinairement élevées d’un impact direct avec la terre.
Dans la dernière vidéo, l’équipe a fusionné les techniques précédentes tout en introduisant une nouvelle fonctionnalité frappante : un arrêt spectaculaire en vol.
Bien que les ventilateurs canalisés jouent un rôle, la principale méthode de décélération à grande vitesse implique une importante fusée à eau. En conséquence, les jambes mécaniques ne gèrent que les dix derniers pieds d’accélération descendante.
Selon Pope, utilisant soit de l’eau, soit du carburant pour fusée, les fusées fonctionnent selon le principe de l’éjection de masse à grande vitesse, générant une force de réaction conformément à la troisième loi de Newton. Pour optimiser le débit et le temps de réponse, les ingénieurs ont utilisé une conception de buse large dont l’ouverture rapide était cruciale, obtenue à l’aide d’une feuille de cuivre et d’un mécanisme de poinçonnage personnalisé.
Le robot est capable de maintenir un vol stationnaire constant à environ dix pieds au-dessus du pont une fois que la fusée à eau l’a arrêté en plein vol grâce aux ventilateurs canalisés. Le robot retombe alors qu’il se coupe, les jambes subissant le plus gros de la force.
“Il n’est peut-être pas si évident de savoir à quoi cela peut être directement utilisé aujourd’hui, mais ces expériences de validation de principe montrent que nous pourrions être capables de travailler dans le cadre de la physique du monde réel pour réaliser les chutes élevées que nos personnages font sur le terrain. grand écran, et un jour réussir l’atterrissage », a déclaré Tony Dohi, responsable du projet chez Disney Research, dans l’article sur IEEE Spectrum.
L’équipe affirme qu’il lui reste encore de nombreux défis à relever. En règle générale, les personnages comportent des jambes articulées au lieu d’une compression semblable à un piston et ne portent pas de ceintures ni de ventilateurs canalisés.
Pope souligne que, outre les préoccupations concernant l’emballage et l’esthétique, garantir des emplacements d’atterrissage précis soulève des considérations intrigantes en matière de perception et de contrôle. Cependant, l’équipe de Disney Research est convaincue de pouvoir trouver des solutions à ces problèmes.
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À PROPOS DE L’ÉDITEUR
Jijo Malayil Jijo est un journaliste automobile et économique basé en Inde. Titulaire d’un baccalauréat en histoire (avec distinction) du St. Stephen’s College de l’Université de Delhi et d’un diplôme de journalisme de l’Institut indien de communication de masse de Delhi, il a travaillé pour des agences de presse, des journaux nationaux et des magazines automobiles. Dans ses temps libres, il aime faire du tout-terrain, participer à des débats politiques, voyager et enseigner les langues.
2024-05-13 16:14:00
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