La sixième édition de la manifestation ARCHE s’est tenue cette année. Mais pour la première fois, elle s’est déroulée dans le village d’exercice d’Epeisses, près de Genève. Le village d’exercice des troupes du génie et du sauvetage se prête idéalement à la recherche appliquée, au test des systèmes dans un environnement proche de la réalité et à la création d’un échange avec des utilisateurs potentiels. Une journée de démonstration est organisée tous les deux ans, lors de laquelle les utilisateurs de la protection civile ont la possibilité de voir de plus près les activités et les systèmes. Le jeudi 13 juillet 2023, la journée de démonstration a eu lieu sur le terrain d’exposition. Le matin, les invités ont assisté à différents exposés techniques sur le thème de la robotique. L’après-midi a permis aux invités ainsi qu’à d’autres groupes, comme par exemple les médias, d’échanger avec les chercheurs et de voir les systèmes robotiques en action sur le terrain d’exposition. L’article suivant traite de cinq systèmes sélectionnés. Il s’agit en l’occurrence de projets de recherche d’armasuisse Science et technologies.

Détection de substances polluantes et sauvetage de personnes (Bird AI + Boar AI)

Le système présenté par la Haute école spécialisée des Grisons est une combinaison du drone Bird AI et du véhicule à chenilles Boar AI. L’objectif est que le drone et le véhicule interagissent pour pouvoir détecter par exemple des substances toxiques ou radioactives au sol ou dans l’air. Il doit par ailleurs être possible de cartographier le sol contaminé. Le drone, tout comme le véhicule terrestre, est équipé de deux capteurs pour cette détection: un capteur mesurant la radioactivité et un second capable de détecter différentes substances chimiques. Dr Christian Bermes, professeur de robotique mobile à la Haute école spécialisée des Grisons, est responsable de ces activités de recherche. Lui et son équipe utilisent des véhicules robotisés existants et étudient ainsi la coopération des deux systèmes ainsi que la création automatisée d’une carte des dangers. Il s’agit d’une carte sur laquelle on peut voir quelles concentrations de substances dangereuses ont été mesurées, et à quel endroit. Christian Bermes précise également qu’en parallèle, le développement du véhicule terrestre doit être poussé jusqu’à permettre, dans certaines circonstances, le sauvetage de personnes.

ANYmal/Alma - le bras prolongé de l’homme

ALMA, acronyme d’Articulated Locomotion and Manipulation, est un système développé par le Robotic Systems Lab de l’EPF de Zurich. Il est basé sur le robot quadrupède ANYmal. ALMA est équipé d’un bras développé en interne et de deux caméras statiques à l’avant. L’objectif de ce système est de pouvoir télécommander le robot dans des endroits dangereux ou encore d’automatiser des tâches afin d’éviter d’envoyer l’homme dans la zone dangereuse. On pourrait par exemple imaginer des travaux de maintenance sur des réacteurs nucléaires. Actuellement, les chercheurs étudient également la possibilité d’utiliser ALMA dans le tunnel du Saint-Gothard pour l’inspection automatisée des installations électriques. ALMA peut également être utilisé pour l’élimination de moyens de combat. Une commande à 360 degrés est disponible pour la télécommande du bras. La particularité de cette station de commande à distance est sa capacité à transmettre un feedback de force. L’opérateur ressent la pression qu’il exerce sur l’objet et peut ainsi le manipuler avec une grande précision. Afin d’élargir encore l’éventail des tâches du système, le défi futur pour ALMA sera d’intégrer un second bras dans le système.  

RoBoa: le robot aux allures de serpent

La deuxième génération de RoBoa a été présentée lors de la manifestation ARCHE. RoBoa est un robot ressemblant à un serpent, capable d’une part de localiser des personnes sous des décombres et d’autre part, d’apporter certaines fournitures de première urgence, comme de l’eau, des médicaments ou de la nourriture liquide. Cela dans le but de gagner du temps pour le sauvetage. 

Le sauvetage des personnes ensevelies doit être plus rapide, plus sûr et plus facile.

Le système est en cours de développement depuis 2019 et il mesure actuellement 20 mètres de long pour 10 centimètres de diamètre. Ce petit format permet à l’appareil de pénétrer dans des endroits très étroits, comme les décombres d’un bâtiment effondré. Pour atteindre les mêmes endroits en tant qu’être humain ou avec d’autres appareils, il est souvent nécessaire d’effectuer des travaux d’excavation très chronophages et coûteux. Une caméra 3D dotée d’une source lumineuse très puissante pour faciliter le repérage des personnes est placée à l’avant de la «tête» du robot. Pour Alexander Kübler, co-développeur du RoBoa, la vision de son projet est que RoBoa rende le sauvetage de personnes sous les décombres plus rapide, plus sûr et plus facile. Dans ce contexte, le prochain objectif sera de réduire encore le diamètre du robot afin d’atteindre des espaces encore plus étroits et de gagner ainsi encore plus de temps pour les sauvetages.

Tethys Robotics: le robot sous-marin

Le robot sous-marin Proteus, développé par Tethys Robotics, issue de chercheurs de l’EPF de Zurich, est capable de cartographier le fond d’un plan d’eau et peut également être utilisé pour des opérations de recherche. Ce robot peut par ailleurs être équipé d’un bras pour soulever du matériel pesant jusqu’à 5 kg et effectuer ainsi des tâches logistiques. On étudie également la possibilité d’intégrer divers autres capteurs ou un détecteur de métaux. Ce dernier a déjà été utilisé pour aider les plongeurs de combat de l’armée suisse à localiser les résidus de munitions dans les eaux suisses. La capacité d’identifier des objets en temps réel et d’établir une cartographie virtuelle du fond de l’eau en temps réel a été particulièrement utile pour l’orientation.

Les eaux doivent être plus sûres pour tous. Tethys Robotics s’engage en ce sens.

L’une des particularités de Proteus réside dans le fait que le robot peut être mis en œuvre dans des eaux troubles et agitées et ce, grâce à différents capteurs et à un système
d’algorithmes intelligent. Grâce à un sonar, un vélocimètre à effet Doppler, des capteurs de profondeur et d’autres capteurs, le robot peut maintenir une position stable dans l’eau, même dans les courants. Mais les capteurs sont également utilisés pour visualiser l’environnement et les objets en temps réel, ainsi que pour créer une reconstruction en 3D à la suite d’une mission. Pour Andrej Studer, collaborateur scientifique de l’EPF de Zurich, il est clair que la vision à long terme du projet est de «rendre les eaux plus sûres pour tous». Il poursuit en expliquant que le robot est également intéressant notamment pour la police et l’industrie.

Gravis Robotics - engins de chantier lourds sans pilote

Gravis Robotics étudie la commande à distance et l’automatisation des engins de chantier lourds. Lancé à l’EPFZ, le groupe est aujourd’hui une start-up et un partenaire de recherche de longue date du CSDR. Les machines de construction, notamment les pelles-araignées, ne sont pas seulement utilisées dans des situations normales, mais aussi pour l’aide en cas de catastrophe. Ces excavatrices se distinguent par une exceptionnelle capacité de franchissement, mais la commande de ces systèmes est tout aussi complexe. Gravis Robotics développe des logiciels et des ensembles de capteurs pour faciliter cette commande, à distance ou automatisée. Lors de la manifestation ARCHE de cette année, les chercheurs ont travaillé sur l’automatisation des travaux d’excavation. L’objectif est de «donner» à la machine une forme de terrain souhaitée qu’elle pourra ensuite creuser de manière autonome. À l’aide de différents capteurs tels que des caméras et des télémètres laser, la machine saisit le terrain et le compare à la structure du terrain prédéfinie afin de savoir ensuite combien de matériau doit être enlevé, et à quel endroit. Parallèlement aux travaux de recherche effectués lors de la manifestation ARCHE, une autre machine de construction de ce type est utilisée sur la place de tir de Wichlen dans le cadre d’une intervention réelle. Lors de l’assainissement de la place de tir, on peut s’attendre à ce que des restes de munitions dangereuses ou non explosées soient découverts au moment des travaux d’excavation. C’est pourquoi l’armée utilise la pelle-araignée ARMANO télécommandée. Ainsi, les soldats n’ont pas à se rendre dans la zone dangereuse et peuvent effectuer les travaux nécessaires à une distance sûre.