Les robots inspirés des fourmis travaillent en essaims pour surmonter les obstacles et soulever des objets. › Nouvelles Geek

Nous savons depuis la nuit des temps qu’il y a de la force dans l’unité. Et cette expression est particulièrement vraie pour les animaux qui sont au bas de la chaîne alimentaire. Les fourmis, par exemple, travaillent souvent en groupe pour effectuer certaines tâches qu’elles ne pourraient pas effectuer seules. Ils peuvent par exemple former des « ponts vivants » entre deux points et permettre le passage de leurs compagnons. Depuis l’aube de la robotique, les chercheurs se sont inspirés de la nature pour concevoir des systèmes efficaces ou affiner des modèles existants. Récemment, des ingénieurs ont réussi à développer de petits robots quadrupèdes qui travaillent en essaim pour surmonter des obstacles, comme les fourmis.

En l’espace d’un instant, si vous laissez libre cours à votre esprit, vous pouvez imaginer d’innombrables applications concrètes pour un tel système robotique. Il s’agit notamment de sauvetage (catastrophes naturelles), où des robots pourraient se déplacer ensemble à travers les décombres pour identifier les victimes. Ou l’exploration minière, sans oublier leur domaine d’origine, pour contribuer à la recherche en robotique.

Ces exemples mettent non seulement en évidence l’utilité du fonctionnement en essaim, mais aussi l’avantage d’un robot avec des jambes (au lieu de roues). Évidemment, un robot sur roues serait limité dans de nombreux environnements.

L’union fait la force

Prenant en compte ce besoin et s’inspirant des fourmis, le professeur Yasemin Ozkan-Aydin de l’Université de Notre-Dame (USA) et son équipe ont développé un ensemble de robots quadrupèdes imprimés en 3D capables de travailler ensemble pour surmonter ces difficultés. Cette branche de la robotique est appelée « robotique en essaim ».

Chaque échantillon mesure 6 à 8 pouces de long et comprend une batterie au lithium polymère, un microprocesseur, un capteur de lumière monté à l’avant et deux capteurs tactiles magnétiques, à l’avant et à l’arrière. Les quatre pattes très flexibles réduisent le nombre de capteurs et de pièces supplémentaires et confèrent aux robots un niveau d’intelligence mécanique, les aidant à interagir avec un terrain accidenté ou accidenté. Les détails ont été publiés dans la revue Science Robotics.

Vue d’artiste des robots quadrupèdes en essaim conçus par Ozkan-Aydin et son équipe. © Ozkan-Aydin et al./Université de Notre Dame

Dans une expérience visant à tester sa capacité à surmonter des obstacles, les chercheurs ont placé des blocs de bois collés à un panneau de particules entre un robot et le point final (la cible), puis ont observé son comportement. Face à l’obstacle, le robot comme prévu a transmis un signal à d’autres unités situées à proximité, qui l’ont immédiatement rejoint.

Ainsi, les robots formaient un véritable pont qui permettait au groupe d’atteindre le but. Ils peuvent également utiliser cette capacité pour transporter des objets trop gros ou trop lourds pour leur taille et leur poids (voir l’image du titre).

AB) Un seul robot essaie de traverser un espace de 10 cm. Les pattes du premier segment ont perdu le contact avec le sol et le robot s’est coincé et/ou le corps a basculé. CD) Deux robots face au même obstacle. Ils ont utilisé leurs capteurs tactiles magnétiques pour déterminer leur orientation les uns par rapport aux autres avant de se connecter pour former une chaîne, leur permettant de franchir l’obstacle. © Ozkan-Aydin et al./Université de Notre Dame

Sauvetage, exploration spatiale, surveillance environnementale…

En plus de son utilisation dans les opérations de sauvetage, ce système pourrait être utilisé pour l’exploration spatiale, la surveillance environnementale ou l’étude de la dynamique collective des insectes. Ozkan-Aydin travaille actuellement à améliorer la sensibilité, les capacités de collaboration et l’autonomie de ses robots.

« Pour que les systèmes en essaim fonctionnent, la technologie des batteries doit être améliorée », a déclaré Ozkan-Aydin dans un communiqué. « Nous avons besoin de petites batteries capables de fournir plus de puissance, d’une durée idéalement supérieure à 10 heures. Sinon, l’utilisation de ce type de système dans le monde réel n’est pas viable ». D’autres limitations incluent également le besoin de plus de capteurs et de moteurs plus puissants pour répondre à certains besoins pratiques, tout en maintenant une petite taille d’unité.

« Vous devez penser à la façon dont les robots fonctionneraient dans le monde réel, vous devez donc penser à la quantité d’énergie nécessaire, à la taille de la batterie que vous utilisez. Tout est limité, vous devez donc prendre des décisions sur chaque partie de la machine », ajoute Ozkan-Aydin.

Vidéo présentant les différentes capacités des robots quadrupèdes :

Robotique scientifique