La robotique imite la nature, c'est bien connu. Mais, au grand dam des scientifiques, elle n'arrive pas à la surpasser : pour l'instant, un robot humanoïde est absolument incapable de battre un humain à la course. Un constat qui a poussé des chercheurs à se pencher sur la question.

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    Vous craignez que votre adorable matou ne soit remplacé par un chat-robot comme dans Mars ExpressMars Express ? Vous voyez avec horreur l'armée s'intéresser de plus en plus près à des chiens-soldats fabriqués en usine ? Rassurez-vous, le remplacement de nos amis les bêtes, ce n'est pas pour tout de suite. En cause : le fossé persistant entre les capacités de déplacement des animaux et des robots.

    Dans un article paru dans Science Robotics, des chercheurs de l'université de Colorado Boulder (États-Unis) se sont penchés sur la question et ont montré que, malgré les récentes avancées en robotique et en intelligence artificielle, les robots ne parviennent pas à surpasser les capacités des guépardsguépards, des humains, ou même des cafards dans des environnements naturels.

    Un système biologique plus efficace

    Ils n'ont, en effet, pas encore atteint le niveau d'efficacité et de complexité des systèmes biologiques, qui parviennent à combiner de façon harmonieuse différentes capacités nécessaires au mouvementmouvement : la puissance (qui confère l'énergieénergie nécessaire au mouvement), la robustesse, l'actionnement (les mécanismes de mouvement), la perception (la capacité à détecter et comprendre son environnement) et le contrôle (la régulation des actions en réponse aux perceptions).

    « En 200 ans d'ingénierie intensive, nous avons pu envoyer des vaisseaux spatiaux sur la LuneLune et sur Mars, et bien plus encore, constate Kaushik Jayaram, roboticien et co-auteur de l'étude dans un communiqué. Il est déconcertant de constater que nous ne disposons pas encore de robots qui soient nettement plus performants que les systèmes biologiques en matièrematière de locomotion dans les environnements naturels. »

    De fait, les ingénieurs se heurtent à des compromis inhérents à la conception : « si nous essayons d'optimiser une chose, comme la vitessevitesse d'avancement, nous risquons de perdre quelque chose d'autre, comme la capacité à tourner », déplore le chercheur. 

    Vers une conception intégrée de nos futurs robots ?

    Pour surmonter ces défis, les scientifiques suggèrent de s'inspirer du modèle biologique en créant des « sous-unitéssous-unités fonctionnelles », où les différents éléments seraient pensés de manière synergique, comme dans les cellules animales. Il s'agirait d'intégrer les composants-clés (sources d'énergie, actionneurs, systèmes de contrôle) dans des parties uniques du robot.

    Le but : imiter le modèle biologique où les organismes intègrent différentes fonctions dans des structures anatomiques spécifiques. Par exemple, au lieu de séparer la batterie, les moteurs et les circuits de contrôle en composants distincts, on pourrait les concevoir de façon à ce qu'elles travaillent ensemble de manière harmonieuse et coordonnée. 

    Un défi de taille pour les chercheurs, et qui laisse présager un long moment avant qu'un robot quadrupède ne puisse se confronter avec succès à un cheval sur un parcours d'obstacles.