Des robots sous-marins pour mieux comprendre la vie sous l'eau

L'Internet est omniprésent et fait partie de notre façon de vivre. Aujourd'hui cette connectivité qui, pour nous, va de soi est étendue à un nouvel environnement: sous l'eau.

Grâce au projet SUNRISE , soutenu par la Commission européenne via le 7ème programme-cadre , des robots pourront bientôt travailler sous l'eau de manière autonome, après avoir reçu leurs instructions. Pour la première fois dans un milieu aquatique, les robots pourront communiquer entre eux et envoyer des données à des ordinateurs via Internet, quelle que soit l'évolution rapide des conditions et la difficulté à transmettre les données.

«Nos connaissances sur le milieu aquatique sont très limitées. Les écosystèmes marins sont essentiels à la santé de notre planète et à nos économies, et pourtant nous en savons si peu sur eux», déclare le Dr Chiara Petrioli, directeur du projet. Des équipes de robots aquatiques pourraient contribuer à identifier les menaces pesant sur les gazoducs et les oléoducs, protéger des sites archéologiques, élargir nos connaissances en géologie, etc. «Cette liste n'est limitée que par notre imagination», affirme le Dr Petrioli.

Concevoir des robots capables de communiquer dans un environnement qui change rapidement

L'environnement de ces robots change rapidement, ce qui représente l'une des difficultés majeures du projet. Les robots communiquent entre eux via des ondes sonores, comme le font les mammifères marins. Un dauphin adaptera naturellement sa façon de communiquer en fonction de son environnement, mais le robot devra être programmé de manière adéquate pour accomplir cette tâche. Les chercheurs ont donc été obligés de mettre au point des machines capables de réagir à un ensemble de variables qui changent rapidement. «La portée des communications est affectée par la salinité et la température de l'eau, ainsi que par les interférences venant des vagues ou des navires qui passent», explique le Dr Petrioli. Cet environnement imprévisible est l'un des facteurs majeurs qui distinguent l'Internet des objets de notre wi-fi et de l'Internet sur la terre ferme.

Pour réagir de manière fiable à l'évolution de l'environnement, il faut disposer de nombreux robots afin que si l'un d'eux ne peut communiquer directement à un moment quelconque, un autre puisse se charger de la communication. En outre, un essaim de robots, coopérant et communiquant, pourra transporter davantage de capteurs et couvrir une zone plus vaste. Le contrôle de ces robots se fera à l'aide de modems pour transformer les messages en ondes sonores. Ces ondes seront modulées pour envoyer l'information, mais la bande passante est limitée et le débit est faible. De plus, l'eau transporte le son à 1500 mètres par seconde, une valeur supérieure de 5 ordres de magnitude aux communications radio dans l'air. Et pour finir, seule une faible gamme de fréquences porte loin: les sons aigus sont vite inaudibles.

«Ces difficultés ne peuvent être surmontées qu'avec une équipe de pointe composée de partenaires venant d'Italie, d'Allemagne, du Portugal, des Pays-Bas, de Turquie et des États-Unis. Au niveau mondial, c'est le plus vaste projet dans ce domaine. Avec elle, l'Europe repousse les frontières de ce genre de travaux», souligne le Dr Petrioli. La dimension internationale signifie que le projet couvre des zones aussi variées que la Baltique et la Méditerranée: «Nous essayons de mettre nos prototypes dans des environnements présentant des difficultés totalement différentes, ce qui rend les tests plus rigoureux.»

Les résultats commencent à tomber…

Le travail accompli à Porto durant l'été 2014 a montré que les objectifs de l'équipe étaient réalisables: les composants ont communiqué, les robots ont réagi aux instructions reçues, et les scientifiques ont été enchantés. Dans la pratique, le système a déjà contribué à retrouver un conteneur perdu dans le port de Porto. «Les scientifiques sont encore plus enthousiasmés car il est clair que nous sommes sur la bonne voie», déclare le Dr Petrioli.

Maintenant que le projet dispose de prototypes fonctionnels, l'étape suivante est de trouver de nouveaux partenaires dans d'autres zones d'intérêt, et de mettre en place des centres au large de la côte des États-Unis, dans les lacs des Pays-Bas et en mer Noire près de la Turquie.


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