Les rovers planétaires qui aident les humains à explorer d’autres planètes peuvent s’écarter de leur trajectoire prévue ou se retrouver bloqués lorsqu’ils glissent sur un terrain meuble. Des chercheurs du Institut de technologie Shibaura ont créé une technologie révolutionnaire qui permet aux rovers d’identifier leur état de glissement en fonction des changements dans la forme de leur châssis pour résoudre ce problème. Inspirée des muscles humains, cette technique innovante pourrait conduire à des technologies de détection plus sophistiquées qui amélioreraient la sécurité des déplacements en véhicule autonome.
Les rovers sans pilote sont essentiels pour explorer les planètes et les lunes en raison des conditions extrêmes que l’on retrouve dans ces régions. La compréhension de ces mondes extraterrestres a grandement bénéficié des rovers d’exploration de Mars et de la Lune de la NASA. Le terrain sur les surfaces planétaires est souvent difficile, avec des dunes, des cratères et des pentes.
Plus important encore, la mobilité du rover est gravement entravée par le régolithe, qui est une fine poudre recouvrant ces surfaces. La capacité des rovers à déraper sur ces surfaces inégales peut entraver leur progression et potentiellement compromettre leurs missions.
De nombreuses techniques ont été étudiées pour identifier l’état de déplacement ou l’état de glissement des rovers, la plupart s’appuyant sur les données visuelles des caméras. Ces techniques présentent cependant certains inconvénients, car elles peuvent ne pas être en mesure de distinguer des éléments topographiques distincts, notamment les rochers et le sable meuble.
Les rovers peuvent trouver un moyen de résoudre ce problème en en apprenant davantage sur la traction sur chaque roue. De cette manière, le rover pourrait reconnaître plus rapidement sa condition de déplacement et ajuster sa position pour éviter de glisser.
Cela a été rendu possible grâce au développement récent d’un nouveau système par le professeur Kojiro Iizuka du Département des machines et des systèmes de contrôle du Collège d’ingénierie et de science des systèmes de l’Institut de technologie de Shibaura (SIT), au Japon, et le Dr Kohei Inaba de S’ASSEOIR. Ce système permet à un rover de détecter son état de déplacement par un changement dans la forme de son châssis.
Télédétection a publié les résultats le 30 aoûtème2023.
Les fibres de la chaîne nucléaire et les fibres du sac nucléaire sont des fibres musculaires uniques présentes dans les muscles humains qui aident à détecter l’état de mouvement du corps. Les fibres de la chaîne nucléaire aident à identifier la posture statique du corps en détectant les changements de tension musculaire. Les fibres du sac nucléaire, quant à elles, mesurent la rapidité avec laquelle les fibres musculaires s’étirent et aident à déterminer l’état dynamique du corps.
En établissant des comparaisons avec les muscles humains, les chercheurs ont classé le changement de forme du rover, qui se manifeste par une contrainte, en deux catégories : le déplacement de la contrainte et le changement vibratoire de la contrainte. Ils ont analysé les données de déplacement de déformation avec les fibres de la chaîne nucléaire et la vitesse de déformation avec les fibres du sac nucléaire.
Selon l’étude sur les fibres de la chaîne nucléaire, les forces agissant verticalement et dans la direction du mouvement du rover ont été modifiées par la déformation. La surveillance des variations de contrainte peut ainsi permettre la détection des changements de force, révélant les conditions de déplacement du rover.
En outre, les chercheurs ont découvert que le taux de changement de contrainte pouvait permettre d’évaluer avec succès l’étendue du glissement et les changements qui en résultent dans les conditions de déplacement du rover à l’aide de l’analyse du sac nucléaire. Grâce à ces informations, le système peut déterminer l’état du mobile en temps réel, permettant ainsi au mobile d’effectuer les mouvements nécessaires pour éviter les incidents de glissade.
L’étude souligne également la capacité du système à détecter les obstacles environnementaux tels que les cailloux et les pierres, soulignant ainsi son potentiel à améliorer la sécurité et l’efficacité des rover.
Lors de la planification des itinéraires des rovers, les expériences de cette étude doivent être prises en compte pour garantir que les rovers peuvent voyager en toute sécurité. Ces découvertes représentent la première étape vers l’incorporation d’éléments de fonctionnalité biologique dans la détection d’objets en mouvement. Nous pensons que notre approche sera également efficace à l’avenir pour les véhicules aériens sans pilote et la conduite automatique.
Kojiro Iizuka, professeur, Département des machines et des systèmes de contrôle, Collège d’ingénierie et de science des systèmes, Shibaura Institute of Technology
Enfin, cette nouvelle étude représente un énorme pas en avant pour accroître la sécurité et l’efficacité des missions de rover, promettant des avancées dans l’étude d’autres planètes et corps célestes.
Référence du journal
Iizuka, K., et coll. (2023) Estimation du glissement à l’aide des données de variation de la contrainte du châssis des rovers lunaires voyageant sur un sol meuble. Télédétection. est ce que je:10.3390/rs15174270.
2023-11-16 16:43:00
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