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La nature inspire bien des chercheurs, dont les roboticiens. Un nouvel exemple vient de nous parvenir de Suisse, précisément du Laboratoire de systèmes intelligents (LIS, pour Laboratory of Intelligent Systems) de l'École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL). Cette fois, le modèle animal imité n'est pas une salamandre, mais bien les insectesinsectes volants, puisqu'ils ont la particularité de poursuivre leur route après être entrés en collision avec un obstacle.
Une telle capacité se révélerait utile pour des engins qui évoluent dans un environnement accidenté, par exemple à l'intérieur d'un immeuble détruit par un tremblement de terretremblement de terre. Bien sûr, des robots volants destinés à ce genre de mission existent déjà, mais ils sont pour la plupart sensibles aux chocs. Pour les éviter, ils sont bien souvent bardés de coûteux et fragiles capteurscapteurs qui ajoutent autant de possibilités de pannes. De plus, ils ne sont pas toujours opérants dans toutes les situations, par exemple dans un milieu enfumé.
C'est donc en réponse à ce constat qu'Adrien Briod et son collègue Przemyslaw Mariusz Kornatowski ont mis au point Gimball, une sphère de 34 cm de diamètre qui peut se déplacer librement et de manière autonome dans les airsairs. Concrètement, l'engin se divise en deux modules qui ont chacun un rôle prépondérant.
Adrien Briod présente, en anglais, les caractéristiques du robot volant Gimball. On voit l'engin évoluer au milieu des obstacles et même en pleine forêt. On remarque l'ingénieux système de rotation sur deux axes qui fait tourner la cage, en matériaux très légers. Pour obtenir une traduction en français assez fidèle, cliquez sur « YouTube » de manière à ouvrir la vidéo dans une nouvelle fenêtre de votre navigateur. Cliquez ensuite sur le rectangle blanc avec deux traits horizontaux en bas à droite de l'image, puis activez les sous-titres. Cliquez ensuite sur « anglais », puis sur « traduire les sous-titres », ce qui fait apparaître le menu du choix de la langue. Choisissez « français » puis « ok ». © EPFL news, YouTube
Un treillis en fibres de carbone comme châssis
Au cœur de la sphère se trouve une plateforme équipée du système de propulsion, de direction et de stabilisation. Ainsi, le robot est mis en mouvementmouvement par un moteur électrique qui actionne une double hélice, tandis que des ailettes lui permettent de se diriger dans la direction voulue. Un système de stabilisation gyroscopique a spécialement été développé par les deux chercheurs, de manière à ce que l'intérieur de Gimball reste en permanence bien orienté.
Ce système de stabilisation est connecté à deux anneaux mobilesmobiles en fibres de carbone, sachant que le plus externe est fixé à un treillistreillis sphérique construit dans le même matériaumatériau. Grâce à ce dispositif, la cage est relativement élastique, ce qui lui permet d'absorber des chocs et de rebondir, et de tourner dans toutes les directions autour du module interne. Il s'agit de l'élément clé du système, puisque c'est lui qui permet à Gimball de conserver son orientation après une collision (la sphère a tourné, mais pas son cœur).
Une forêt traversée d’arbre en arbre par un robot bioinspiré
Un test grandeur nature a été réalisé dans une forêt située sur les hauts de Lausanne. Gimball s'est vu attribuer un cap magnétique à suivre avant de décoller. À l'aide d'une boussole, l'engin robotisé s'est alors déplacé avec succès et en toute autonomie dans la direction désignée sur plusieurs centaines de mètres, tout en percutant plusieurs arbresarbres au passage. Notons qu'il embarquait également une caméra, un élément utile durant des opérations de secours, ainsi qu'un capteur d'altitude.
Ce robot à la fois léger et robuste, puisqu'il est construit en fibres de carbonecarbone et que le nombre de capteurs embarqués est réduit, sera présenté à l'exposition internationale de robotique (iREX) qui se tiendra à Tokyo du 6 au 9 novembre prochain.
par Quentin Mauguit, Futura
le 3 novembre 2013
