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Robotique : un bel exemple de biomimétisme inspiré du ver de terre

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Le déplacement du ver de terre est le résultat d'un système de locomotion très complexe que les chercheurs s'efforcent de transposer à la robotique. Une équipe américaine y est parvenue avec succès. Son robot ver de terre est capable d'onduler son corps pour se déplacer sur des sols lisses mais aussi de se faufiler à travers des tuyaux beaucoup plus petits que son diamètre initial. Les applications envisagées couvrent aussi bien la médecine que l'industrie.

Composé de dizaines de pièces articulées reliées entre elles et actionnées par des moteurs électriques, ce robot reproduit fidèlement le péristaltisme, un ensemble de contractions musculaires dont se servent les vers de terre pour se déplacer en modulant la taille de leur corps. © Andrew Horchler, Case Western Reserve University Biorobotics Lab, Vimeo
Composé de dizaines de pièces articulées reliées entre elles et actionnées par des moteurs électriques, ce robot reproduit fidèlement le péristaltisme, un ensemble de contractions musculaires dont se servent les vers de terre pour se déplacer en modulant la taille de leur corps. © Andrew Horchler, Case Western Reserve University Biorobotics Lab, Vimeo
 

Le péristaltisme est un ensemble de contractions musculaires dont se servent notamment les vers de terre pour se déplacer. Aussi banal qu'il puisse paraître de prime abord, ce mode de locomotion est à la fois complexe et mal connu. Il recèle pourtant un potentiel tout à fait intéressant en robotique, en particulier dans la perspective de création de robots mous. Aux États-Unis, une équipe de scientifiques de l'université Case Western Reserve a réussi à créer un robot ver de terre dont le corps entièrement articulé se contracte de façon séquentielle et reproduit très fidèlement le péristaltisme.

Ce CMMWorm (Compliant Modular Mesh Worm, en anglais) mis au point par le laboratoire Biologically Inspired Robotics est composé de six segments qui peuvent se contracter jusqu'à 52 % de leur diamètre maximal. Le corps est fait d'un maillage de modules articulés fabriqués avec une imprimante 3D qui sont reliés entre eux par des tubes de nylon. Le tout est actionné par des petits moteurs qui créent le mouvement de contraction synchronisé s'apparentant à la forme d'onde continue que l'on observe notamment chez les lombrics. Le système est actionné par un logiciel qui simule un contrôleur neuronal qui va créer ces différentes formes à travers le corps du robot.

Cette vidéo montre la simplicité d’assemblage du robot ver de terre qui, grâce à un astucieux maillage de fil en nylon, peut onduler ses six segments de façon séquentielle et ainsi progresser sur un sol lisse. L’engin peut également contracter son enveloppe jusqu’à 52 % de son diamètre maximale et ainsi se faufiler dans des tuyaux. © Case Western Reserve University Biorobotics Lab, Vimeo

Deux fois plus rapide qu’un ver de terre biologique

« Cette forme de locomotion est particulièrement efficiente dans les espaces confinés. Mais, bien que le mouvement [péristaltisme, NDLRsoit compris depuis un certain temps, il a été rarement implanté dans une plateforme robotique de façon précise et effective », expliquent les chercheurs dans leur article publié dans la revue International Journal of Robotics Research. Le CMMWorm est en effet capable de se faufiler à travers des tuyaux et peut se déplacer sur un sol lisse. Un prototype de 70 centimètres a pu atteindre une vitesse de quatre mètres à la minute, ce qui représente environ deux fois l'allure d'un ver de terre biologique.

Les chercheurs de l'université Case Western Reserve envisagent diverses applications qui peuvent couvrir des domaines aussi variés que la médecine (chirurgie, endoscopie), l'industrie (inspection de tuyaux et de canalisations) ou encore les situations d'urgence pour des missions de recherche et sauvetage après des catastrophes.

D'impressionnants papillons bioniques volent de façon autonome  Ces papillons bioniques développés par Festo sont autonomes et ultralégers. Ils fonctionnent grâce à un astucieux système de caméras en réseau. Au cours de cette vidéo, on peut les voir voler en groupe avec une aisance étonnante.