L’Université du Maryland met au point le plus petit robot insecte au monde

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A l’instar de leurs modèles biologiques d’inspiration, les micros-robots insectes se multiplient en grand nombre chaque année. Mais à la différence des vrais insectes, leur taille semble réduire chaque année. L’Université du Maryland présente le plus petit robot à pattes au monde.

Depuis la première version de micro-robot à pattes, le RoACH de l’Université de Berkeley qui fait maintenant figure de référence dans la discipline, les robots insectes ont connu des évolutions résiduelles mais néanmoins importantes. Dans un premier temps, c’est le poids de la structure RoACH qui a été revue à la baisse, passant de 2.4 grammes à 1,7. D’un hexapode, les chercheurs ont réussi à développer un quadrupède. Aujourd’hui les mini-robots bio-inspirés sont plus variés que jamais. Certains sont capables de ramper et de voler, d’autres de s’entre-aider pour surmonter des obstacles et d’autres encore de sauter des obstacles remarquablement hauts.

Tous ont fait de la nature leur principale source d’inspiration. Car s’inspirer d’elle, c’est concilier développement durable, économie de la connaissance et performance technologique et technique. Ce nouveau paradigme scientifique gagne peu à peu les chercheurs qui succombent tout à tour à ses promesses. La majorité des grandes universités ont ainsi créé leur propre laboratoire de robotique biomimétique. A commencer par le Wyss Institute de Harvard, le Laboratoire en micro-systèmes de Berkeley, le Laboratoire de biomimétisme de Stanford ou encore le MIT qui possède une division entièrement consacrée à la discipline. En France, le biomimétisme a notamment fait étape à Senlis, au Centre Européen d’Excellence en Biomimétisme (CEEBIOS).

A l’occasion du salon de l’automation et de la robotique ICRA de Stockholm, l’Université de Maryland a dévoilé le plus petit robot à pattes jamais conçu à ce jour. A en croire le site du laboratoire de micro-robotique de l’Université du Maryland, ses chercheurs apparaissent comme les spécialistes de la robotique miniature. L’invention phare du laboratoire c’est TinyTeRP, une mini plate-forme de capteurs à destination des petits systèmes robotisés. Elle ne mesure pas plus d’un centimètre, et doit venir équiper de futures petits robots.

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Bref, notre concurrent pour le titre de plus petit robot à pattes du monde fait la taille d’une pièce de monnaie, ne pèse pas plus de 100 mg et possède quatre petites pattes. Dans leur article de recherche, Ryan St-Pierre et sa collègue Sarah Bergbreiter ont montré comment ils parvenaient à faire se déplacer de petits robots grâce à des champs magnétiques. Selon eux, ce n’est qu’un début. Les robots devraient très rapidement devenir beaucoup plus petits. Les deux chercheurs ont étudié toutes les démarches possibles pour leur robot, en testant différentes structures. Optant initialement pour la structure RHex, celle-ci s’est rapidement révélée inadaptée, les pattes se bloquant régulièrement. Ils ont donc finalement choisi la quadrupèdie en retirant la partie médiane du RHex. Le tout est imprimé en 3D et il suffit d’y intégrer un moteur pour fonctionner dans la foulée. Évidemment, les moteurs utilisés ici ne sont pas de simples moteurs. Aucun moteur digne de ce nom ne rentre dans un si petit corps. Il a donc fallut réfléchir à un autre mode de locomotion. Comment activer quatre pattes indépendamment avec un moyen de production d’énergie miniature mais efficace ? A l’instar du robot-origami du MIT, ils ont donc opté pour une alimentation magnétique. Chacune des articulations du petit robot est ainsi équipée d’un aimant de 2 mm. Lorsque l’on agite un plus gros aimant à proximité du robot, les champs magnétiques qui se créent permettent au robot de s’animer comme par magie.

L’objectif de la recherche a été de montrer que cette méthode permettait par extension d’adopter une large gamme de démarches comme le trot, le bond et le rebond et ce à plusieurs vitesses, avec un maximum de 4 fois la longueur du robot par seconde, y compris sur différents types de terrains. Ces travaux ont également pu démontrer que le robot était capable de réaliser des petits sauts d’environ 8,3 mm de hauteur, soit 1,5 fois sa propre taille. In fine, la méthode d’actionnement par magnétismes semble être une méthode tout à fait crédible pour assurer la locomotion de futurs systèmes robotiques, et ce avec un seul et même type de signal.

Si ce robot apparaît comme le plus petit qu’il nous ait été donné de voir, il n’y aucune raison de ne pas aller encore plus loin : « C’est toujours amusant d’essayer de construire des robots toujours plus petits. Actuellement, je travaille sur un robot du même type mais qui ne fera que 2,5 mm. Car les petits robots peuvent se déplacer là où leurs prédécesseurs ne le peuvent. Concevoir des robots de différentes tailles augmentent leur utilité »  a expliqué Ryan St-Pierre à la revue IEEE Spectrum. En 2015, les deux chercheurs avaient d’ailleurs déjà publié des travaux concernant un hexapode d’un centimètre capable de parcourir 10 cm/seconde grâce à la force magnétique.

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Crédits photo : Evan Ackerman/IEEE Spectrum


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