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Des essaims de robots de 10g peuvent sauter et ramper comme des fourmis

Des essaims de robots de 10g peuvent sauter et ramper comme des fourmis

Technologies |
Par eeNews Europe



Les robots reconfigurables sont de simples structures basées sur un origami qui combinent plusieurs actionneurs en alliage à mémoire de forme afin de pouvoir sauter et ramper sur des surfaces inégales. Le travail dirigé par le professeur Jamie Paik du laboratoire du Centre national de compétences en robotique (PRN) de l’EPFL a été publié dans Nature sous le titre «Conception de millirobots multi-locomotion inspirés par des insectes minimes et évolutifs». Le document décrit des millirobots indépendants, alimentés par batterie, pouvant basculer de manière sélective sur des allures traversant divers types de terrains, ainsi que des groupes de millirobots pouvant fonctionner collectivement pour manipuler des objets et surmonter des obstacles.

Individuellement et en fonction de la reconnaissance du terrain par l’essaim, chaque millirobot de la taille de le paume d’une main peut choisir de sauter verticalement pour monter, horizontalement pour avancer, effectuer un saut périlleux pour franchir un obstacle, marcher sur un terrain texturé et ramper sur une surface plane. Ils sont construits par l’intégration de couches mécaniques, matérielles et électroniques dans un sandwich métamatériel quasi bidimensionnel qui peut se plier et changer de forme pour adopter différentes allures.

 

À l’instar des fourmis, les minuscules robots ne présentent qu’une intelligence physique minimale au niveau individuel, mais étant connectés, ils peuvent agir de manière collective. Programmés avec des algorithmes basés sur les essaims, ils peuvent collectivement détecter et surmonter les obstacles, les franchir et déplacer des objets beaucoup plus gros et plus lourds qu’eux-mêmes.

Les Tribots (abréviation de ces robots origami à trois pieds en forme de T) peuvent être assemblés en quelques minutes à peine en pliant une pile de feuilles minces en multi-matériaux. Ils sont équipés de capteurs infrarouges et de proximité à des fins de détection et de communication, mais ils peuvent recevoir davantage de capteurs si nécessaire.

 

 


«Leurs mouvements sont calqués sur ceux des fourmis Odontomachus. Ces insectes rampent normalement, mais pour échapper à un prédateur, ils associent leurs puissantes mâchoires pour sauter de feuille en feuille « , explique le premier auteur, Zhenishbek Zhakypov.

Bien que disposant de la même «anatomie», chaque robot se voit attribuer un rôle spécifique en fonction de la situation. Les «explorateurs» détectent des obstacles physiques sur leur parcours, tels que des objets, des vallées et des montagnes. Après avoir détecté un obstacle, ils informent le reste du groupe. Ensuite, le «chef» donne les instructions. Les «ouvriers», quant à eux, unissent leurs forces pour déplacer des objets. «Chaque Tribot, tout comme les fourmis Odontomachus, peut avoir des rôles différents. Cependant, ils peuvent également assumer de nouveaux rôles instantanément lorsqu’ils sont confrontés à une nouvelle mission ou à un environnement inconnu, ou même lorsque d’autres membres sont perdus. Cela va au-delà de ce que les vraies fourmis peuvent faire », note Paik.

Dans des situations pratiques, comme lors d’une mission de recherche d’urgence, les Tribots pourraient être déployés en masse. Et grâce à leurs capacités multi-locomotives et capacités de communications multi-agents, ils ont pu localiser rapidement une cible sur une grande surface sans recourir au GPS ni à un retour visuel.

«Puisqu’ils peuvent être fabriqués et déployés en grand nombre, avoir des« pertes »n’affectera pas le succès de la mission», explique Paik. «Grâce à leur intelligence collective unique, nos petits robots sont mieux équipés pour s’adapter à des environnements inconnus. Par conséquent, pour certaines missions, ils dépasseraient les performances de robots plus gros et plus puissants. »Le développement de robots pour les applications de recherche et sauvetage et l’étude de la robotique collective sont des domaines de recherche clés du consortium NCCR Robotics, dont fait partie le laboratoire de Jamie Paik.

Le Centre National Suisse de Compétence en Robotique (PRN)  www.nccr-robotics.ch

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