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Des robots inspirés par le coléoptère

Une nouvelle étude dirigée par Sameh Tawfick, professeur de sciences mécaniques et d’ingénierie, présente une série de robots de la taille d’un hanneton, suffisamment petits pour s’intégrer dans des espaces restreints, suffisamment puissants pour manœuvrer au-dessus des obstacles et suffisamment rapides pour s’adapter au temps de fuite rapide d’un insecte.

Des chercheurs de l’Université de l’Illinois et de l’Université de Princeton ont étudié l’anatomie, la mécanique et l’évolution du ténébrion au cours de la dernière décennie. Une étude réalisée en 2020 a révélé que le flambage – la libération rapide de l’énergie élastique – d’un muscle enroulé dans le thorax du ténébrion est déclenché pour permettre à ce dernier de se propulser dans l’air sur plusieurs fois la longueur de son corps, afin de se redresser s’il se retourne sur le dos. « L’un des grands défis de la robotique à petite échelle est de trouver une conception qui soit à la fois petite et suffisamment puissante pour contourner les obstacles ou s’échapper rapidement de situations dangereuses », a déclaré Tawfick.

Dans cette étude, Tawfick et son équipe ont utilisé de minuscules actionneurs enroulés – analogues aux muscles des animaux – qui tirent sur un mécanisme en forme de poutre, le faisant lentement se déformer et stocker de l’énergie élastique jusqu’à ce qu’elle soit spontanément libérée et amplifiée, propulsant les robots vers le haut. « Ce processus, appelé cascade de flambage dynamique, est simple par rapport à l’anatomie d’un ténébrion », a déclaré Tawfick. « Cependant, la simplicité a du bon dans ce cas, car elle nous permet de travailler et de fabriquer des pièces à cette petite échelle ». Guidée par l’évolution biologique et les modèles mathématiques, l’équipe a construit et testé quatre variantes du dispositif, atterrissant sur deux configurations qui peuvent sauter avec succès sans intervention manuelle.

« Pour l’avenir, nous n’avons pas d’approche définie sur la conception exacte de la prochaine génération de ces robots, mais cette étude plante une graine dans l’évolution de cette technologie – un processus similaire à l’évolution biologique », a déclaré Tawfick. L’équipe imagine ces robots accéder à des espaces restreints pour aider à effectuer la maintenance de grandes machines comme les turbines et les moteurs à réaction, par exemple en prenant des photos pour identifier les problèmes.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

PNAS

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