#DroneLoad : Pour ce concours de drone autonome, des étudiants prototypent un drone taxi pour les JO2024 !

Dans le cadre du concours DroneLoad, ces étudiants ont eu une année scolaire pour prototyper un drone taxi à échelle réduite et (presque) autonome, en vue des JO 2024.

Et si des drones servaient à déplacer les athlètes lors des JO2024 ? C’est la vision qui a servi de challenge pour ce concours organisé par Planète Sciences. Chaque année depuis 2017, le concours DroneLoad mobilise plusieurs étudiants d’écoles ou universités en informatique, mécanique et électronique.
La mission confiée aux équipes participantes est de concevoir et fabriquer un drone en mesure de :

• reconnaitre des zones ou des éléments à partir d’une intelligence artificielle,
• se géolocaliser et définir un parcours sans utiliser le GPS (le concours est « indoor »),
• transporter des personnes ou des objets (représentés par des cubes),
• reconnaitre et identifier les points de dépose, puis effectuer un vol manuel ou autonome en suivant une trajectoire pré-définie.

Les 5 et 6 Juin, la finale de l’édition 2021 sur le thème « Taxi Driver 2024 » a rassemblé les bénévoles de l’association ainsi que les 4 équipes finalistes à Paris.

Un vrai challenge technique, mais pas que

Pour y arriver , un cahier des charges précis a été défini pour les drones :

• Entraxe hélice : 350 mm maximum
• Poids : 1,5 kg maximum
• Autonomie : 5 min minimum

La contrainte de poids challenge les équipes sur le choix des équipements à installer ainsi que les matériaux pour la structure du drone. Par exemple, la reconnaissance des objets à récupérer et le repérage dans l’espace requièrent une caméra vers le bas et une caméra frontale. Une équipe a ainsi choisi d’utiliser une seule caméra qui pivote alors qu’une autre équipe a intégré 3 caméras avec des technologies différentes. Bien sûr, ces choix ont un impact sur le poids et donc l’autonomie. Des cartes électroniques avec divers algorithmes embarqués permettent de traiter ces images pour guider le pilote.

Côté matériaux, les équipes ont utilisé l’impression 3D pour fabriquer les supports pour les cartes électroniques, les pieds du drone ou encore la cage protectrice des hélices. Par ailleurs, d’autres paramètres sont contrôlés une fois le drone fonctionnel. Il s’agit de la portée de la télécommande et le comportement du drone en cas de perte de communication avec le pilote.

D’autres part, les équipes participantes ont fait part de leurs apprentissages dans le cadre de ce concours au delà de la technique : gestion de projet, gestion d’équipe, gestion de budget, recherche de financement.

3 épreuves pour l’édition 2021 de DroneLoad

Une fois le drone conforme, place aux épreuves. Elles consistent globalement à reconnaitre des zones, récupérer des cubes d’un point A et les déposer à un point B en suivant parfois un tracé défini. Les pilotes étant à 2m minimum de leurs drones, ils ne peuvent se repérer précisément que grâce aux cameras pour ces opérations de récupération et de dépose .

Pour l’édition 2021, 4 équipes de 4 écoles différentes se sont retrouvées pour la finale : ENSISA, AIR ESIEA, ESTACA et ENSEIRB MATMECA. Ces équipes ont bénéficié d’un suivi et d’un accompagnement durant l’année scolaire avec l’équipe du projet DroneLoad. Des Rencontres Clubs Etudiants (RCE) ont ainsi été organisées par Planète Sciences pour leur permettre d’échanger avec des experts et monter en compétences.

Les 4 équipes se sont donc affrontées en finale sur 3 épreuves possibles en évoluant en automatique ou manuel dans une zone de vol délimitée :

1. Gestion des stocks : reconnaitre des zones de stockage et aller récupérer des cubes pour venir les déposer dans la zone adéquate
2. Transport et livraison : à l’inverse, récupérer des cubes dans la zone de stockage et aller les déposer au point de livraison associé
3. Taxi : Récupérer un client (cube) et aller le déposer à son lieu de destination en suivant un parcours établi.

Les équipes ont fait preuve d’une grande maturité technique et d’une grande réactivité dans la correction de certains bugs en live. Il y a eu par exemple :

• certains drones qui ont perdu leurs hélices ou d’autres pièces suite à des chocs,
• il a fallu gérer le remplacement des batteries en cours d’épreuve dans le temps imparti de 25 minutes,
• la récupération des cubes via un électro-aimant manquait de puissance pour une bonne accroche pour certains drones,
• le souffle provoqué par le drone déplaçait les cubes, qui étaient encore plus difficiles à saisir,
• une fois saisi, le cube perturbait l’équilibre des drones les plus légers ou avec l’électro aimant trop excentré.

Le gagnant de cette édition est l’équipe ENSISA, avec un drone d’une très grande stabilité.

Un concours de drones bientôt international ?

Lancé en 2017, le concours DroneLoad s’est donné pour but de fédérer les jeunes passionnés par la mobilité et les technologies qui feront notre futur. Après une année 2020 avec une édition virtuelle, l’édition 2021 monte d’un cran avec un nombre d’équipes et d’épreuves conséquents par rapport aux années précédentes. L’objectif étant d’ici 3 ans, de devenir une référence internationale du concours de drone avec 15 équipes en capacité de voler.

Un des points qui me plait le plus dans ce concours, c’est le fait de ne pas être un exercice de puissance ou de vitesse, mais plutôt de maitrise et de précision.

C’est une approche que je trouve excellente car elle peut permettre d’imaginer des usages concrets et utiles à ces drones intelligents. Les étudiants ont d’ailleurs mis en avant les usages de ces technologies apprises : livraison de médicaments dans des zones difficiles d’accès, agriculture avec prise de vue par camera thermique. Il existe même des drones sous-marins ou encore des drones résistants aux chocs pour des diagnostics techniques dans les canalisations industrielles. Certains n’ont pas hésité à remettre en question la pertinence des drones pour le transport de personnes, au vu de la charge à transporter qui se traduit par un poids, des dimensions et une puissance utile plus importante, ce qui fait perdre les avantages principaux des drones : petit, léger, rapide. Ce sont des réflexions critiques sur l’usage et l’utilisation des technologies qui est à saluer.

Je vous en dis plus sur les drones des différentes équipes ainsi que les technologies et solutions utilisées dans des interviews publiées prochainement.

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