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De la recherche appliquée dans l’exploration de l’environnement

Dossier - La robotique inspirée de la nature
DossierClassé sous :robotique , technologie , Biologie

En 1960 naît une discipline nommée la « bionique », marquant officiellement l’intérêt des scientifiques pour les innombrables astuces découvertes par les systèmes vivants au cours de leur évolution. Le terme vient de la contraction de « biologie et technique » ou « biologie et électronique ». Ce terme est maintenant remplacé par la « bioinspiration ».

  
DossiersLa robotique inspirée de la nature
 

Dans le cadre d'une recherche appliquée, des animats sont conçus pour trouver de nouveaux moyens d'explorer des zones difficiles, inconnues ou dangereuses.

Dans les mers

Un Octobot, américain celui-ci (Harvard university) ne possède aucun élément rigide. Construit par une imprimante 3D, son corps en silicone ainsi que ses canaux remplis de « fuel » (peroxyde d'hydrogène) lui permettent de se déplacer de façon autonome. Cependant le manque de senseurs l'empêche pour l'instant de répondre aux variations de l'environnement.

Cet octobot est alimenté par un réseau pneumatique intégré dans son corps et ses bras. © Ryan Truby, Michael Wehner, and Lori Sanders, Harvard Univ, DR

Pour explorer les zones côtières, très dangereuses pour cause de turbulences et remous, Robolobster, du Northeastern University et financé par la Darpa, adopte la morphologie du homard et la façon dont il contrôle sa locomotion dans ces conditions. De plus, s'inspirant de la sensibilité olfactive exceptionnelle de ces animaux, il vise à une détection sous-marine de mines ou d'objets susceptibles de blesser.

Robot langouste. © Jan Witting photography, DR

Des chercheurs italiens ont très récemment préconisé la conception de robots « mous » (avènement de la « soft robotics »), qui auraient l'avantage de ne blesser personne et, surtout, d'être déformables. Leur robot poulpe Octo-bot fait partie d'un programme européen et a été récemment testé en pleine mer. Il peut se propulser de façon autonome et se faufile facilement entre les rochers. Avec ses tentacules, il peut aussi manipuler des objets sous l'eau. Les chercheurs projettent même de convertir un tentacule en endoscope ou en... corde vocale.

Jennie Hill, professeur au BioRobotics Institute Italie, montrant l'Octo-bot. © Jennie Hill, London Science Museum

Dans les airs

Comme son nom l'indique, RoboBee, de l'université d'Harvard, s'inspire de l'abeille et se propulse grâce à un carburant qu'il fabrique lui-même par un système d'électrolyse. Il peut même plonger puis sortir de l'eau pour s'envoler de nouveau. Mille fois plus léger que tous ses prédécesseurs, cette qualité peut devenir un défaut car il a encore du mal à se maintenir dans les courants d'air et les turbulences. Une application - à très long terme - pourrait être de pallier l'absence des insectes dans la pollinisation des amandiers de Californie.

La stratégie de perchage assistée mécaniquement de Scamp. © Standord.edu

Scamp, de Stanford, est plus gros mais plus stable. Ce mini-drone inspiré du moustique vole, bien sûr et, contrairement à la majorité des drones, il est capable de se percher et de se poser sur un mur pour y grimper.

Dans les terres

Saw, de l'université israëlienne Ben-Gourion, est capable de ramper comme un ver grâce à un seul moteur. Il se déplace de 57 centimètres par seconde sur n'importe quel sol mouvementé. Il a été expérimenté lors du tremblement de terre du Mexique de 2017 mais les chercheurs visent aussi une version miniaturisée pour une application médicale pour des biopsies, par exemple.

Saw, le robot capable de ramper. © Ben-Gurion, University of the Negev, DR

Pour prendre (enfin) un exemple parmi les mammifères, le robot guépard Cheetah du MIT peut non seulement galoper à environ 16 km/h mais aussi sauter par-dessus des obstacles de près de 45 centimètres qu'on lui présente inopinément. Il est destiné à explorer des milieux dangereux de type Fukushima.

En essaim

Les robots µes s (micro Tugs) de l'université de Stanford ne pèsent que 16,6 grammes, cependant chacun peut tirer 2.000 fois son propre poids, avec leurs pattes recouvertes d'une structure semblable à celle des pattes du gecko. Une demi-douzaine robots peuvent tirer une berline de presque deux tonnes ! C'est un exemple de ce qu'on appelle en robotique l'« intelligence en essaim », inspirée des insectes sociaux, fourmis ou termites. Aucun n'a une vue globale de la tâche mais, à plusieurs, celle-ci est réalisée. Cette forme de robotique se révèle particulièrement intéressante par sa robustesse car, si l'un des robots est détérioré, la tâche ne sera pas systématiquement interrompue.

Micro Tugs. © Stanford, DR

Un autre exemple est illustré par le projet européen Cocoro (COllective COgnition RObots) conçoit de multiples petits robots autonomes qui se conduisent comme des bancs de poissons. Ils peuvent, en communiquant entre eux, trouver des objets sous-marins ou détecter des pollutions marines.

Le projet européen Cocoro. © Europa.eu

Certains d'entre eux sont actuellement en mission dans les lagunes de Venise afin d'analyser les perturbations liées aux bateaux et aux touristes.