(a) Comparaison de la distance réelle moyenne de l’expérimentation à la distance prévue pour les conceptions d’avions retenues du modèle. (b) Comparaison de l’erreur moyenne absolue de prédiction de probabilité pour toutes les conceptions d’avion retenues entre la méthode assistée par GMM et le GPR. ( c ) Prédiction de probabilité comportementale de conception prospective d’un échantillon d’ailes retenues par le modèle par rapport à ses comportements de «vérité terrain». (d) Prévision du comportement de conception inverse pour les probabilités cibles choisies avec les distances de vol moyennes correspondantes. (e) Géométries d’avion qui devraient afficher les probabilités comportementales cibles en conception inversée. Crédit: Rapports scientifiques (2023). DOI : 10.1038/s41598-023-31395-0
Un groupe d’ingénieurs du CREATE Lab (Computational Robot Design & Fabrication Lab), EPFL, à Lausanne en Suisse, a conçu et construit un bras robotisé capable de concevoir des avions en papier, de les construire puis de les lancer pour voir s’ils fonctionnent bien. Dans leur article publié dans la revue Rapports scientifiquesNana Obayashi, Kai Junge, Stefan Ilić et Josie Hughes décrivent leur système robotique.
Construire des avions en papier est une entreprise relativement simple. Une feuille de papier est pliée en forme d’avion, de fléchette ou de missile et elle est ensuite lancée à l’aide du bras et de la main. Différentes conceptions d’amateurs et d’ingénieurs ont montré que différentes formes peuvent avoir des performances remarquablement différentes – certaines voleront sur une courte distance avant de s’écraser au sol tandis que d’autres peuvent planer pendant des temps beaucoup plus longs et voyager beaucoup plus loin. Des recherches antérieures ont montré que la construction d’avions en papier, dans le but d’augmenter le temps et la distance de vol, est généralement un processus d’essais et d’erreurs. Dans ce nouvel effort, l’équipe de recherche a créé un robot pour effectuer le processus pour eux.
Le travail consistait à créer une application logicielle qui pourrait d’abord créer les plans d’un avion en papier. Une fois la conception terminée, l’application envoyait le plan à un bras de robot qui dessinait et/ou découpait le plan sur une seule feuille de papier (qu’il avait d’abord extraite d’une pile). Une fois l’avion découpé, le bras du robot plie alors le papier dans la forme appropriée et (et colle et colle les pièces si nécessaire) puis le place sur un lanceur. Le lanceur accélérerait l’avion et l’enverrait dans les airs à travers un banc d’essai. Les chercheurs ont placé une caméra en position pour enregistrer tous les vols, puis ont effectué une analyse statistique pour étudier la relation entre la conception et les performances de l’avion.
Après que leur robot ait créé et piloté plus de 500 avions (fabriqués à partir de plus de 50 modèles), le groupe a trouvé un modèle. Ils ont noté que tous les vols effectués par les avions d’essai appartenaient à l’une des trois catégories suivantes : piqué, plané et plané de récupération. Le premier était ce qu’il paraît : c’étaient des avions qui ont simplement piqué du nez après le lancement. Ceux qui planaient avaient tendance à suivre une simple descente lente. Mais ceux avec un plané de récupération ont volé dans le plané pendant un certain temps, mais ont ensuite effectué une légère remontée avant d’atterrir, prolongeant leur temps de vol et leur distance. L’équipe suggère que le processus d’automatisation de tels vols d’essai pourrait être appliqué à la conception d’avions dans le monde réel.
Plus d’information:
Nana Obayashi et al, Automatisation robotique et modélisation assistée par cluster non supervisée pour résoudre le problème de conception avant et arrière des avions en papier, Rapports scientifiques (2023). DOI : 10.1038/s41598-023-31395-0
© 2023 Réseau Science X
Citation: Un robot qui fabrique et lance des avions en papier pour tester des conceptions (2023, 20 mars) récupéré le 1er avril 2023 sur
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