Un robot logiciel « sans cervelle » navigue dans des environnements complexes grâce à une avancée robotique

Dans le domaine en évolution de la robotique, une nouvelle avancée a été introduite par les chercheurs : un robot souple qui ne nécessite aucune direction humaine ou informatique pour naviguer même dans des environnements complexes. Cette nouvelle invention s'appuie sur des travaux antérieurs dans lesquels un robot logiciel a démontré des compétences de navigation de base dans des labyrinthes plus simples.

Exploiter l’intelligence physique pour la navigation

Jie Yin, l'auteur co-correspondant du étude et professeur agrégé de génie mécanique et aérospatial à la North Carolina State University, a mis en lumière cette avancée :

« Dans nos travaux antérieurs, nous avons démontré que notre robot mou était capable de se frayer un chemin à travers un parcours d'obstacles très simple. Cependant, il était incapable de tourner à moins de rencontrer un obstacle. Cette limitation signifiait que le robot pouvait parfois se retrouver piégé, rebondissant entre des obstacles parallèles.

Il a ajouté : « Nous avons développé un nouveau robot souple capable de tourner tout seul, lui permettant de traverser des labyrinthes sinueux, voire de contourner des obstacles en mouvement. Tout cela est réalisé grâce à l’intelligence physique, sans dépendre des conseils d’un ordinateur.

Le terme « intelligence physique » désigne le comportement intrinsèque d’objets dynamiques, tels que les robots logiciels, défini par leur conception structurelle et leurs matériaux, plutôt que par une intervention humaine ou informatique externe.

Cette nouvelle génération de robots souples utilise des élastomères à cristaux liquides en forme de ruban. Lorsqu'ils sont posés sur une surface plus chaude que l'air ambiant, notamment au-dessus de 55 degrés Celsius (131 degrés Fahrenheit), le ruban en contact avec la surface se contracte tandis que la partie exposée reste inchangée. Cet écart déclenche un mouvement de roulement qui s'accélère avec la température de la surface.

L'innovation par l'asymétrie

La particularité de ce robot réside dans sa conception. Contrairement à son prédécesseur symétrique, la nouvelle version comprend deux moitiés distinctes. Un segment s'étend en ligne droite ressemblant à un ruban torsadé, tandis que l'autre reflète un ruban étroitement enroulé en spirale comme un escalier.

Cet écart de conception conduit une extrémité du robot à exercer plus de force que l’autre, provoquant un mouvement non linéaire. Yao Zhao, premier auteur de l'article et chercheur postdoctoral à NC State, explique le principe : « Pensez à un gobelet en plastique avec une bouche plus large que sa base. Lorsque vous le faites rouler, il ne suit pas une trajectoire droite mais forme un arc sur une surface. C'est l'effet de sa conception asymétrique.

Zhao précise : « Le concept derrière notre nouveau robot est assez simple : en raison de sa conception asymétrique, il tourne de manière autonome sans avoir besoin de contact avec un objet. Ainsi, même s'il peut toujours rediriger son chemin lorsqu'il rencontre un objet (une caractéristique lui permettant de traverser des labyrinthes), il ne peut pas se retrouver coincé entre des barrières parallèles. Son mouvement d’arc lui permet de s’écarter efficacement.

Les tests effectués sur ce robot ont montré sa capacité à manœuvrer dans des labyrinthes complexes, même ceux aux murs mobiles. De manière impressionnante, il pouvait se faufiler à travers des espaces plus petits que sa propre taille. Ces tests ont été menés sur divers terrains comme des surfaces métalliques et du sable.

Ce travail révolutionnaire introduit une perspective innovante dans la conception de robots souples. Comme le déclare Yin : « Ce travail constitue une nouvelle étape en nous aidant à développer des approches innovantes en matière de conception de robots souples, en particulier pour les applications dans lesquelles les robots souples peuvent exploiter l'énergie thermique de l'environnement. »

À mesure que le monde de la robotique se développe, le potentiel de ces robots logiciels « sans cervelle » dans les applications du monde réel semble illimité.