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Inspirés par la biomécanique des guépards, les chercheurs ont mis au point un nouveau type de robot souple capable de se déplacer plus rapidement sur des surfaces solides ou dans l’eau que les générations précédentes de robots souples. Ces nouveaux robots mous sont également capables de saisir des objets délicatement – ou avec une force suffisante pour soulever des objets lourds.

Des robots souples

« Les guépards sont les créatures les plus rapides sur terre, et ils tirent leur vitesse et leur puissance de la flexion de leur colonne vertébrale », explique Jie Yin, professeur adjoint d’ingénierie mécanique et aérospatiale à l’université d’État de Caroline du Nord et auteur correspondant d’un article sur ces nouveaux robots souples.
« Nous avons été inspirés par le guépard pour créer un type de robot souple dont la colonne vertébrale est bistable et actionnée par un ressort, ce qui signifie que ce robot a deux états stables », explique Jie Yin. « Nous pouvons passer rapidement d’un état stable à l’autre en pompant de l’air dans les canaux qui tapissent le robot en silicone.
Le passage entre ces deux états libère une quantité importante d’énergie, ce qui permet au robot d’exercer rapidement une force contre le sol. Cela permet au robot de galoper sur une surface, ce qui signifie que ses pieds quittent le sol. « Les précédents robots mous étaient des rampants, restant en contact avec le sol à tout moment. Cela limitait leur vitesse ».

Ils sont très rapides

Ces robots mous les plus rapides jusqu’à présent pouvaient se déplacer à des vitesses allant jusqu’à 0,8 longueur du corps par seconde sur des surfaces planes et solides. Cette nouvelle catégorie de robots souples, appelée « Leveraging Elastic instabilities for Amplified Performance » (LEAP), peut atteindre des vitesses allant jusqu’à 2,7 longueurs du corps par seconde, soit plus de trois fois plus vite, à une fréquence d’actionnement basse d’environ 3 Hz.
Ces nouveaux robots sont également capables de courir sur des pentes raides, ce qui peut être difficile, voire impossible, pour des robots mous qui exercent moins de force contre le sol. Ces robots LEAP « galopants » mesurent environ 7 centimètres de long et pèsent environ 45 grammes.
« Nous avons également démontré l’utilisation de plusieurs robots souples travaillant ensemble, comme des pinces, pour saisir des objets », explique M. Yin. « En réglant la force exercée par ces robots, nous avons pu soulever des objets aussi délicats qu’un œuf, ainsi que des objets pesant 10 kilos ou plus ». Les chercheurs notent que ce travail sert de preuve de concept et sont optimistes quant à la possibilité de modifier la conception pour faire des robots LEAP encore plus rapides et plus puissants.

Plusieurs applications potentielles

« Les applications potentielles comprennent les technologies de recherche et de sauvetage, où la vitesse est essentielle, et la robotique de fabrication industrielle », explique M. Yin. « Par exemple, imaginez une robotique de chaîne de production plus rapide, mais toujours capable de manipuler des objets fragiles. « Nous sommes ouverts à la collaboration avec le secteur privé pour affiner les moyens d’intégrer cette technologie dans leurs opérations ».
Vous pouvez voir ces robots dans cette vidéo.

Cette recherche a été publiée dans Science Advances.
Source : North Carolina State University
Crédit photo : Pixabay

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