Des chercheurs de l’Institut indien de technologie de Bombay (IIT Bombay) ont développé une méthode révolutionnaire permettant à des essaims de drones autonomes de voler en formation sans recourir aux signaux GPS, aux communications entre drones ni à un centre de commande centralisé. Cette innovation, dirigée par le professeur Dwaipayan Mukherjee et le chercheur Chinmay Garanayak, utilise uniquement des mesures angulaires captées par des caméras embarquées pour maintenir une formation précise, même dans des environnements où les signaux sont absents ou brouillés, comme en milieu urbain dense ou sur des zones hostiles.
Présentée lors de la conférence IEEE sur la décision et le contrôle, cette approche redéfinit l’intelligence collective des essaims en privilégiant la prise de décision décentralisée. Les flottes de drones traditionnelles rencontrent souvent des difficultés dans des zones où le GPS est perturbé ou nécessitent des liens de communication constants, exposant ainsi la mission à des risques d’échec en espace aérien contesté. Ce nouveau procédé élimine ces vulnérabilités en permettant à chaque drone d’évoluer en véritable autonome, se guidant uniquement grâce à des indices visuels pour estimer les positions et vitesses relatives.
Au cœur de ce système figure un algorithme sophistiqué qui traite des données basées sur l’orientation — autrement dit, la direction angulaire des drones voisins captée par de légères caméras embarquées. Aucun capteur de profondeur ou télémètre laser n’est utilisé, seules les lignes de vue permettent de déduire les relations spatiales. La loi de commande calcule alors en temps réel les manœuvres correctives nécessaires pour que l’essaim conserve des formations géométriques telles que des cercles, des lignes ou des grilles, tout en s’adaptant aux rafales de vent, aux obstacles ou à des actions d’évitement.
La méthode a été validée à travers des simulations et des essais sur des drones de type VTOL (décollage et atterrissage vertical) de style quadrirotor, capables de décoller sans piste et de rester stationnaires en vol. Ces plateformes agiles sont parfaitement adaptées aux missions en espaces confinés, comme la surveillance urbaine, les interventions post-catastrophe ou la protection de périmètres, où les drones à ailes fixes sont moins performants.
« L’autonomie au sein d’un essaim est une mission cruciale », a souligné le professeur Mukherjee. « Cela signifie que chaque véhicule au sein de l’essaim doit pouvoir décider de ses propres actions en fonction des variables mesurées par ses capteurs embarqués, sans dépendre d’une information globale transmise ou d’un ordre d’un ordinateur centralisé ou humain. Notre approche se démarque fondamentalement de ce qui est habituel. »
Chinmay Garanayak, principal responsable de la mise en œuvre, a mis en avant la robustesse du système : « Notre estimateur basé uniquement sur l’orientation converge de manière exponentielle, même avec des images issues de caméras bruyantes, atteignant une précision de formation inférieure à 5 % dans des scénarios dynamiques. » De plus, la faible empreinte informatique du système, compatible avec des processeurs embarqués, lui confère une excellente scalabilité pour des essaims allant de 10 à 100 drones, avec des gains d’efficacité énergétique pouvant atteindre 20 % comparé aux solutions nécessitant des communications intensives.
| Caractéristique | Contrôle d’essaim traditionnel | Solution IIT Bombay |
|---|---|---|
| Aide à la localisation | GPS + communications inter-drones | Mesures angulaires via caméras embarquées |
| Centralisation | Nécessaire (ex : station au sol) | Entièrement décentralisé |
| Vulnérabilité au brouillage | Élevée (perte de signal = chaos) | Faible (uniquement indices visuels) |
| Précision de formation | 10–15 % d’erreur en environnement perturbé | < 5 % d’erreur, adaptatif |
| Scalabilité | Limitée par la bande passante | Élevée (sans surcharge de communication) |
| Consommation énergétique et calcul | Élevée | Réduction de 20 % |
Les implications pour les secteurs de la défense et du civil en Inde sont majeures. Les essaims VTOL équipés de ce système pourraient patrouiller des frontières isolées, inspecter des infrastructures sinistrées ou effectuer des recherches et sauvetages en zones urbaines brouillées, tout cela sans exposer les opérateurs à des risques. Sur le plan militaire, on peut envisager un groupe de munitions autonomes se coordonnant autour d’une cible, capables d’éviter les contre-mesures électroniques tout en exécutant des frappes de précision.