Comment les oiseaux peuvent améliorer l’allure de nos machines ?

Des chercheurs de divers instituts anglosaxons ont analysé les mécaniques de déplacement des dindes et autres espèces, et ont imaginé comment les transposer à la robotique. A la clé : un gain en efficacité énergétique pour les robots bipèdes.

En observant ces drôles d’oiseaux qui finiront prochainement dans les assiettes de millions d’américains le 4ème jeudi de novembre, soit le 27 cette année, des scientifiques de l’Université d’Oregon (USA) et du Royal Veterinary College de Londres (UK) ont fait d’intéressantes analyses concernant les déplacements de ces bipèdes de basse-cour, relativement bas en termes de dépenses énergétiques.

L’étude publiée dans le Journal of Experimental Biology, s’intéresse à l’impressionante capacité qu’ont ces animaux à se déplacer sans se blesser ni chuter, tout en maintenant une vitesse et une direction constantes ainsi qu’une dépense maîtrisée de leurs ressources. C’est ce qui manque pour l’instant aux robots véloces comme Cheetah ou Raptor.

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Qu’est ce qu’une dinde pourrait bien apprendre à un roboticien ?

Les oiseaux semblent être les meilleurs coureurs bipèdes terrestres, avec une vitesse et une agilité héritées depuis 230 millions d’années, de leurs ancêtres les dinosaures, pense Jonathan Hurst, professeur agrégé en robotique à l’Université d’Oregon. Tous utilisent la même stratégie pour exécuter certains mouvements comme les sauts par dessus des obstacles, un savant mélange d’un saut à l’approche de l’obstacle et d’une position recroquevillée au moment où l’oiseau est au-dessus de l’obstacle.

En collaboration avec Monica Daley du Royal Veterinary College de Londres, les chercheurs ont étudié cinq espèces d’oiseaux et ont développé un modèle informatique pour modéliser le comportement de déplacement et de stabilisation de ces derniers. Les scientifiques ont constaté que les oiseaux ne cherchent pas à amortir les chocs à travers leur jambes mais plutôt dans la partie supérieure de leur corps. Les espèces imposantes, desservies par leur masse corporelle, raidissent leurs pattes pour maintenir leur vitesse et éviter de se blesser.

Les robots actuels, en revanche, sont généralement construits autour de l’idée d’une stabilisation permanente qui permet de maintenir une allure constante au robot tout en amortissant les chocs. Mais cela implique une surconsommatoin énergétique et limite parfois leur mobilité.

Afin d’améliorer les performances de marche des robots actuels, les chercheurs sont parvenus à la conclusion qu’il est préférable de leur accorder plus de flexibilité et de souplesse dans leurs mouvements, sans aboutir nécessairement à une chute ou une défaillance. En termes de contrôle, cela se traduit par une nouvelle manière d’appréhender la stabilisation en général, en optimisant la dynamique du robot par le biais d’algorithmes ne favorisant pas systématiquement une allure stable au détriment de l’efficacité énergétique.


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