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Les robots mous peuvent désormais courir comme des guépards et nager comme des marlins

La colonne vertébrale LEAP (Leveraging Elastic instabilities for Amplified Performance), développée par le Dr Jie Yin, professeur adjoint d’ingénierie mécanique et aérospatiale à la North Carolina State University, s’appuie fortement sur la flexibilité naturelle du guépard. Normalement, les robots mous se déplacent sur des surfaces solides tout en maintenant fermement les quatre pieds au sol. Malheureusement, cela limite considérablement leur vitesse à environ 0,8 longueurs de corps par seconde. Cependant, le softbot LEAP de 7 mm de long et 45 g de preuve de concept galope avec pas plus de deux de ses quatre pieds plantés à la fois et peut couvrir 2,7 longueurs de corps par seconde – plus de trois fois plus loin. Il peut conquérir des pentes que d’autres robots doux ne peuvent pas. Il peut même être utilisé sous l’eau pour propulser un poisson robotisé de 32 à 122 pour cent plus rapidement que d’autres robots mous et hybrides, selon une étude publiée vendredi dans la revue Science Advances.

Leur rapidité est due à une colonne vertébrale «bistable», ce qui signifie qu’il fonctionne plus comme un interrupteur d’éclairage – dans une position ou dans l’autre – plutôt qu’une charnière de porte, qui peut être au repos à n’importe quel angle, a expliqué Yin à Engadget.

«Nous pouvons basculer rapidement entre ces états stables en pompant de l’air dans des canaux qui tapissent le robot en silicone souple. La commutation entre les deux états libère une quantité importante d’énergie, permettant au robot d’exercer rapidement une force contre le sol », a déclaré Yin dans un récent communiqué de presse du NCSU. « Cela permet au robot de galoper sur la surface, ce qui signifie que ses pieds quittent le sol. »

Comme vous pouvez le voir dans la vidéo ci-dessus, lorsque les pieds avant du LEAP atterrissent, ses pieds arrière se détachent du sol, cambrant le dos du robot. Lorsque les pieds arrière descendent, le dos du robot se cambre également, prolongeant considérablement la longueur de la foulée. Cela lui permet de couvrir plus de terrain en utilisant moins d’énergie, car il n’a qu’à surmonter le frottement avec deux de ses jambes à la fois, plutôt qu’avec les quatre.

Bien que ce robot d’une pinte soit impressionnant, ce qui vient ensuite pourrait être révolutionnaire. Le mécanisme LEAP est évolutif, d’une part, et Yin espère potentiellement construire des versions plus grandes et plus petites. « Ils peuvent évoluer jusqu’à la taille de l’animal, ou même la taille du corps humain », a expliqué Yin. « Il peut également se réduire à la taille d’un robot nano ou micro. » Nous pourrions un jour voir de grands chiens qui galopent à la même vitesse que des guépards, ou avoir des softbots microscopiques rampant dans nos tripes à la recherche de maladies.

À l’échelle humaine, ce mécanisme pourrait conduire à des prothèses actives nécessitant peu d’efforts de la part de leurs utilisateurs pour se déplacer. Le LEAP est également capable de saisir des objets avec jusqu’à 10 kg de force, ce qui pourrait conduire à des mains prothétiques plus réalistes. Même les robots rigides peuvent bénéficier du système LEAP – doublant potentiellement leur vitesse, a estimé Yin.

« Les applications potentielles incluent les technologies de recherche et de sauvetage, où la vitesse est essentielle, et la robotique de fabrication industrielle », a déclaré Yin dans un communiqué du NCSU. «Par exemple, imaginez une robotique de ligne de production plus rapide, mais toujours capable de manipuler des objets fragiles.»

Pour aller de l’avant, Yin et son équipe espèrent développer des modules avec une stabilité multiple, ce qui signifie qu’ils ont plusieurs états stables au lieu des états binaires actuellement utilisés. Cela permettrait au système d’effectuer des mouvements plus compliqués et plus complexes. Yin espère également adapter le système pour une utilisation avec des actionneurs autres que la configuration pneumatique existante, comme les aimants. En incorporant des aimants dans le matériau LEAP, on pourrait le fléchir d’avant en arrière en alternant les champs électromagnétiques. Malheureusement, il nous reste probablement des années avant de le voir dans une production à grande échelle.

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