L'ère de l'exploration humaine est derrière nous. Les voitures le prendront d'ici

Professeur Hector Orengo à Palaikastro. Photo gracieuseté de H. Orengo.

Située sur la côte est de la Crète, Palaikastro est connue pour ses montagnes remplies d'herbes, ses sources d'eau douce et ses nombreux sites historiques. Pendant l'âge du bronze, vers 2000 avant JC, le lieu pittoresque était un centre commercial. Bien que certains vacanciers viennent actuellement voir les sycomores de la ville, les vues sur la mer et les ruines architecturales minoennes, la ville de 1100 demeure loin des itinéraires touristiques typiques.

Le Dr Hector Orengo n'est pas venu ici pour voir les attractions habituelles. Il a marché ici avec un groupe d'archéologues pour observer de près le sol – pour voir des choses qui ne peuvent pas être vues à l'œil nu.

"J'ai pu voir un paysage qui était littéralement invisible"

Il existe de nombreuses hypothèses sur l'origine de la civilisation minoenne complexe. Des preuves de certaines de ces théories peuvent être trouvées sur, à l'intérieur et sous le sol. Pour comprendre la vie d'il y a des milliers d'années, Orengo avait besoin de faire une carte topographique haute résolution du paysage montrant de petites déviations dans la surface du champ.

"Beaucoup de ces changements ne sont pas visibles car ils ne peuvent mesurer que quelques centimètres", dit-il.

Le professeur Hector Orengo fait voler un drone au-dessus de Palaikastro. Photo gracieuseté de H. Orengo.

Le chercheur de l'Institut catalan d'archéologie classique d'Espagne n'est qu'un des nombreux chercheurs qui se tournent vers les drones et les robots pour scanner le monde caché. La plupart des lycéens considèrent l'ère de l'exploration comme la période comprise entre le XVe et le XVIIe siècle, lorsque des hommes européens à barbe pointue et pantalons ont parcouru la planète, commandant de la soie et des épices. Pourtant, les drones et les robots inaugurent une nouvelle ère d'investigation, permettant à l'humanité d'aller plus loin dans l'espace, de plonger plus profondément dans l'océan et même de découvrir de nouveaux faits dans des endroits où les chercheurs ont regardé de nombreuses fois auparavant. .

Une nouvelle méthodologie

L'équipe d'Orengo a piloté des drones sur les prairies couvertes de broussailles de Palaikastro, prenant une série d'images qui auraient aidé à construire une reconstruction numérique 3D de son paysage antique. Il y a seulement quelques années, ces cartes topographiques ont été créées avec une équipe marchant lentement sur un site, prenant des photos et griffonnant des notes.

« Enregistrer Beaucoup du temps ", excite Orengo.

Alors que les véhicules sans pilote ont fait plusieurs découvertes notables au cours des décennies, comme les restes du Titanic en 1985 et les signes de vie microbienne sur Mars en 2013, ils deviennent accessibles à plus que des missions financées par le gouvernement et le capital-risque , permettant aux scientifiques citoyens, aux start-ups et aux universitaires de tracer de nouveaux territoires.

"Les robots nous permettront d'explorer des endroits 100, 200 ou 500 ans avant que nous n'aurions jamais pu le faire dans la chair"

Il n'y a pas longtemps, un drone a redécouvert une fleur d'hibiscus éteinte depuis longtemps sur les falaises de la vallée de Kalalau à Hawaï. Les robots ont découvert des requins-chats et des anguilles d'Amérique dans les profondeurs du golfe de Californie, où la concentration en oxygène est inférieure à 1% de ce qui est terrestre.

En utilisant une combinaison de photographie de drone, de données satellitaires et d'algorithmes informatiques, l'équipe d'Orengo a construit un modèle du terrain puis filtré par "micro-topographies".

Aaron Parness pendant ses jours avec le Jet Propulsion Laboratory de la NASA. Photo gracieuseté de la NASA.

«Grâce à cette méthodologie, j'ai pu identifier des systèmes de terrain, des terrasses et des structures qui n'étaient pas visibles sans drones ni topographie haute résolution», dit-il. «J'ai pu voir un paysage qui était littéralement invisible. Ce paysage avait des indices très importants sur le comportement de la civilisation. Le type d'économie qu'ils avaient. "

Dans un article publié dans l'American Journal of Archaeology, Orengo a utilisé les résultats de son équipe pour proposer une nouvelle théorie sur la façon dont la ville minoenne est apparue. Alors que de nombreux historiens pensent que la civilisation était basée sur l'agriculture, Orengo a trouvé un paysage conçu, divisé et organisé pour une économie basée sur les moutons.

"C'était très différent de ce que les gens avaient engagé jusque-là", dit-il. "Le drone nous a aidés à voir des choses que nous n'aurions pas pu voir autrement."

Explorez le passé, le présent et l'avenir

Les drones nous permettent non seulement de regarder vers le passé, mais aussi vers le présent et le futur possible. La NASA a envoyé des drones et des robots dans des tunnels volcaniques et des cratères martiens.

«Les robots nous permettront d'explorer des endroits 100, 200 ou 500 ans avant que nous n'aurions jamais pu le faire en chair et en os», explique Aaron Parness, qui dirigeait auparavant l'équipe Extreme Robotics de la NASA. "Ils nous permettront également d'aller dans des endroits où il est impossible pour un être humain de survivre."

La NASA prévoit d'envoyer des rovers sur des planètes et des lunes dans les zones les plus reculées du système solaire. Pendant ce temps, la recherche robotique de l'organisation a un impact sur la planète d'origine. Les sciences de la Terre font depuis longtemps partie de sa principale directive.

"Les robots que nous avons sur Mars aujourd'hui sont incroyables, mais ils roulent sur des pentes plates et ne sont pas conçus pour aller sur des terrains extrêmes."

Les nouveaux robots et drones sont souvent inspirés par les membres du NASA Jet Propulsion Laboratory qui posent aux scientifiques une question simple: "Quelles données aimeriez-vous avoir que vous ne pouvez pas obtenir?" Les réponses ont inclus une équipe de volcanologues de la NASA qui a expliqué comment ils aimeraient voir dans les fissures qui se propagent à travers la lave durcie dans les piscines en fusion. Ces ouvertures ne peuvent mesurer que 25 centimètres de large.

"Nous aimerions dire:" Nous pensons que nous pouvons construire un robot capable de descendre dans ces entrées d'air volcaniques, puis utiliser un capteur Xbox Kinect qui cartographiera l'ensemble de la structure en cours de route "", a déclaré Parness. Testé sur le volcan Kilauea à Hawaï Ces robots sont capables d'observer de près comment le magma s'écoule à travers les falaises jusqu'à la surface de la Terre. Les droïdes de reconnaissance auront également des applications interplanétaires puisque des volcans inactifs et actifs ont été repérés sur Mars, Mercure et la Lune.

Aaron Parness teste ses "pinces à gecko" à gravité zéro. Photo gracieuseté de la NASA.

Pour certains volcans et autres sommets, les défis ne sont pas seulement la chaleur et la lave, mais la glace et le dioxyde de carbone. L'équipe de robotique extrême de la NASA a développé IceWorm pour grimper sur des surfaces brillantes. Des vis à glace dépassent des pieds du robot et un capteur de pression indique au cerveau à quel point il est difficile de percer pour maintenir l'équilibre sans ébrécher la surface. Les jambes peuvent creuser dans la glace et récupérer des échantillons. Une machine aussi robuste pourrait également pénétrer à l'intérieur d'un glacier pour observer à quelle vitesse elle fond. Et oui, il y a aussi beaucoup de glace à grimper sur d'autres corps célestes comme Encelade, la sixième lune de Saturne et la planète naine préférée de tous dans la ceinture de Kuiper, Pluton.

"Les robots que nous avons sur Mars aujourd'hui sont incroyables, mais ils roulent sur des pentes plates et ne sont pas conçus pour aller sur des terrains extrêmes", explique Parness.

LEMUR inspiré par un gecko

Pour parcourir des contours délicats, l'équipe Extreme Environments Robotics a développé le LEMUR (Limbed Excursion Mechanical Utility Robot), conçu à l'origine comme assistant de réparation pour la Station spatiale internationale. Le créateur à quatre membres est devenu un robot de reconnaissance grimpant qui pouvait escalader des verticales déchiquetées et identifier des formes de vie microbiennes. Dans le cadre d'un essai sur le terrain, le LEMUR a gravi une pente dans la vallée de la mort, en utilisant des impulsions laser pour déterminer un chemin viable.

"Nous sommes allés sur la lune il y a 50 ans, mais ce n'est qu'en 2010 que nous avons eu suffisamment de données pour réaliser qu'il y avait des trous géants à la surface de la lune."

Les pieds de LEMUR ont des pinces innovantes, inspirées de "l'animal grimpant le plus agile du monde", le gecko. Comme l'explique Parness, les pieds de gecko ont des millions de poils minuscules qui utilisent la force de van der Waals pour leur permettre de défier la gravité apparemment – grimper aux arbres, aux rochers et, si vous avez réservé le bon logement de vacances, aux murs votre chambre d'hôtel. L'itération des pieds gecko de la NASA, en acier plutôt qu'en poils, peut se fixer aux surfaces indépendamment de la température, du vide, de la pression de l'air ou du rayonnement.

Cependant, Parness reconnaît Mère Nature comme l'innovateur original: "Si le gecko n'existait pas, personne n'aurait eu une idée." Les pieds mécaniques innovants ont également des applications pratiques. Une entreprise a accordé une licence sur le brevet pour la fonctionnalité de préhension et l'autorise pour une utilisation sur les chaînes de montage et d'autres types de production industrielle.

Les drones et les robots deviennent rapidement plus courants pour les chercheurs dans de nombreux domaines d'exploration. Orengo publie des articles détaillés sur les méthodologies de son équipe dans l'espoir que d'autres archéologues comprendront comment utiliser les outils. Un travail récent, par exemple, a expliqué comment utiliser la photographie par drone pour cartographier et classer les fragments de céramique (fragments de terre cuite), ce qui peut être la clé pour comprendre l'agencement d'une ville ancienne.

Alors que Parness travaille sur Amazon ces jours-ci (sur un projet en cours de finalisation), elle attend des nouvelles de la NASA sur le financement d'une mission qui a aidé à proposer Moon Diver. Pour cela, les robots seront largués sur le corps céleste qui s'abaissera ensuite dans un tunnel sous la surface pour transmettre des images et des données.

"Nous sommes allés sur la lune il y a 50 ans, mais ce n'est qu'en 2010 que nous avons eu suffisamment de données pour réaliser qu'il y avait des trous géants à la surface de la lune", explique Parness.

Le chercheur imagine un avenir dans lequel les drones sont distribués régulièrement. «Lorsque vous parlez du système solaire, je pense que nous connaissons les trois premières pages du livre à ce sujet. Il y a beaucoup plus à apprendre et à découvrir ", dit-il." Dès que vous apprenez que ces choses existent, l'impulsion humaine est d'explorer. "

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