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La nature a souvent été une source d’inspiration pour les chercheurs. C’est un peu le cas du robot Salto, qui ressemble légèrement à un kangourou miniature. Mais contrairement aux animaux sauteurs, Salto semble encore plus agile – ce qui est surprenant pour un robot. De plus il mesure seulement 30 cm. Mais ne vous fiez pas à sa taille, ce petit robot a un ressort puissant. Salto peut sauter plus de trois fois sa hauteur en un seul bond.

Le robot sauteur Salto

Des chercheurs de l’Université de Californie à Berkeley ont dévoilé pour la première fois les capacités de saut de Salto en 2016. Ils ont maintenant doté leur robot de nombreuses nouvelles compétences, lui permettant de rebondir et de franchir des obstacles. Salto peut même faire de courtes escapades sur le campus, alimentées par un contrôleur radio.
«Les petits robots sont vraiment intéressants car ils peuvent faire beaucoup de choses, comme courir dans des endroits où les robots plus gros ou les humains ne peuvent pas aller. Par exemple, en cas de catastrophe, où des personnes pourraient être coincées sous des décombres, des robots pourraient s’avérer très utiles pour retrouver les personnes sans danger pour les sauveteurs et même plus rapidement que ce que les sauveteurs auraient pu faire sans aide », a déclaré Justin Yim, étudiant diplômé en robotique. «Nous voulions que Salto soit non seulement petit, mais également capable de sauter très haut et très rapidement afin de pouvoir naviguer dans ces endroits difficiles.»

Yim travaille avec Ronald Fearing, un professeur de génie électrique et d’informatique à l’Université de Berkeley, dont le laboratoire Biomimetic Millisystems Lab explore la manière dont la mécanique du mouvement des animaux peut être appliquée pour créer des robots plus agiles.
Le laboratoire de Fearing est réputé pour la construction de robots inspirés par les animaux qui peuvent sauter en toute sécurité sur des surfaces difficiles trop lisses ou trop rugueuses pour qu’un robot à roues puisse naviguer. En concevant Salto, qui signifie «saltatorial locomotion on terrain obstacles», Fearing souhaitait créer un robot qui se déplacerait facilement d’un endroit à l’autre.
La jambe unique et puissante de Salto est calquée sur celle du galago, ou bébé de la brousse sénégalais. Les muscles et les tendons de ces petits primates vivant dans les arbres emmagasinent leur énergie de manière à donner à cette créature la possibilité d’enchaîner plusieurs sauts en quelques secondes. En reliant une série de sauts rapides, Salto peut également naviguer sur un terrain complexe – comme un tas de débris – qu’il serait impossible de traverser sans sauter ou voler.

Salto peut sauter d’un endroit à l’autre très rapidement

« Contrairement à une sauterelle ou à un cricket qui se soulève et fait un saut, nous cherchions un mécanisme qui permettrait de sauter à plusieurs reprises », a déclaré Fearing. «Cela permet à notre robot de sauter d’un endroit à l’autre, ce qui lui donne ensuite la possibilité d’atterrir temporairement sur des surfaces sur lesquelles nous ne pourrions peut-être pas aller.»
Il y a trois ans, l’équipe de conception de Salto avait montré comment le robot pouvait faire un bond puis bondir immédiatement en ricochant contre un mur, devenant ainsi le robot le plus agile verticalement au monde. Depuis ce moment, Yim a été à la tête de la conception de systèmes de contrôle sophistiqués permettant à Salto de maîtriser des tâches de plus en plus complexes, comme rebondir sur place, naviguer sur un parcours d’obstacles ou suivre une cible en mouvement.
Yim a également doté Salto d’une nouvelle technologie lui permettant de « sentir » son propre corps, en lui indiquant son angle de visée et la flexion de sa jambe. Sans ces capacités, Salto aurait été confiné dans une pièce d’un des bâtiments d’ingénierie de Berkeley, où des caméras de capture de mouvement suivent son angle et sa position exacts et transmettent ces données à un ordinateur.

Il peut être contrôlé avec un joystick 

Maintenant que Salto a une idée de lui-même et de son propre mouvement, le robot peut effectuer ces calculs lui-même, permettant à Yim de l’emmener dehors et d’utiliser un joystick et un contrôleur radio pour lui indiquer où aller.

«La capture de mouvement est idéale pour permettre au robot de se déplacer dans un environnement contrôlé avec une grande précision. Elle nous fournit des tonnes de données vraiment formidables. Le problème, c’est que nous ne pouvons pas retirer cela et l’utiliser ailleurs, car l’installation de toutes ces caméras prend beaucoup de temps », a déclaré Yim. «Nous voulions vraiment pouvoir sortir le robot et aller dehors. Et pour faire cela, nous avions besoin que le robot soit capable de calculer où il se trouve et ce qu’il fait – avec l’ordinateur sur son propre corps.  »

En le doté d’une « conscience de lui-même » Salto est plus facile à contrôler

Salto peut désormais se promener sur le campus de Berkeley, où il a réussi à manœuvrer sur les trottoirs, la maçonnerie et l’herbe. Les modèles mathématiques qui rendent cela possible pour Salto pourraient également être généralisés pour contrôler le mouvement d’autres types de robots, a déclaré Yim.
« En comprenant le fonctionnement de cette dynamique pour Salto, avec sa masse et sa taille, nous pouvons étendre le même type de compréhension à d’autres systèmes et créer d’autres robots plus grands ou plus petits, de forme ou de poids différents », a déclaré Yim m’a dit.
Fearing espère pouvoir continuer à explorer les possibilités offertes par les robots à sauts. « Salto est notre premier pas vers des robots qui rebondissent », a déclaré Fearing. «Nous pourrions ajouter d’autres fonctionnalités à Salto, par exemple, de saisir des branches pour atterrir et se lancer à partir de ces choses. Donc, Salto commence avec un mécanisme très simple.Il fournit une base pour des robots plus complexes qui pourraient également être très dynamiques et faire plusieurs bonds. »

L’équipe présentera Salto à la Conférence sur la robotique à Montréal

L’équipe espère que Salto stimulera le développement de petits robots agiles capables de sauter dans les décombres pour faciliter les missions de recherche et de sauvetage. Ils décriront les nouvelles compétences du robot lors de la Conférence internationale sur la robotique et l’automatisation de 2019 à Montréal.
Source : University of California – Berkeley
Crédit photo sur Unsplash :  Marcus Byrne

Le robot Salto de BerkeleymartinRobot
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