Entretiens
Dr. David Zarrouk, directeur du Laboratoire de robotique bio-inspirée et médicale – Série d’entretiens
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David est un professeur agrégé (professeur assistant) au département de mécanique de l’Université Ben-Gurion du Néguev, et directeur du Laboratoire de robotique bio-inspirée et médicale. Ses intérêts sont dans les domaines de la biomimétique, des millisystèmes, de la robotique miniature, des interactions flexibles et glissantes, de la robotique spatiale, des mécanismes sous-actionnés et minimalemment actionnés et de la cinématique théorique.
Qu’est-ce qui vous a initialement attiré dans le domaine de la robotique ?
Depuis mon enfance, j’ai toujours été fasciné par les machines. J’ai toujours essayé de les construire et, après avoir obtenu mon baccalauréat en ingénierie mécanique, j’ai été ravi de pouvoir me concentrer sur le développement de robots à l’Université Ben-Gurion du Néguev qui peuvent ramper à l’intérieur du corps.
Vous avez un doctorat en robotique médicale. Quels sont les types d’applications de robotique médicale qui vous enthousiasment le plus ?
Toute application qui implique une précision qui peut être programmée est un candidat possible pour une solution robotique. Deux robots sur lesquels j’ai travaillé dans le passé impliquaient des robots qui rampent à l’intérieur du corps et effectuent des chirurgies cérébrales à l’aide d’aiguilles.
L’un de vos robots s’appelle The Flying Star, qui est un robot hybride qui rampe et vole. Quelle a été l’inspiration derrière ce robot ?
Le mécanisme de dispersion des robots STAR est inspiré des insectes, mais comporte des roues qui combinent les avantages des créatures bio-inspirées et des véhicules à roues.
Quels ont été les défis derrière la construction de The Flying Star ?
The Flying STAR n’est pas un quadricoptère régulier, car il change l’orientation de ses ailes, ce qui influence sa dynamique de contrôle générale. Les différentes variables de conception étaient difficiles au début, et la transition entre les modes de vol et de conduite a nécessité des pièces uniques que nous avons dû développer nous-mêmes.
J’ai été impressionné par la polyvalence de The Flying Star, qui peut littéralement esquiver les obstacles, ramper sous eux, voler au-dessus d’eux, etc. Pouvez-vous discuter de la façon dont The Flying Star prend la décision de quel mode de transport utiliser ? Comment choisit-il de ramper sous un objet ou de voler au-dessus ?
The flying STAR est initialement conçu pour les opérations de recherche et de sauvetage et pour la livraison de colis de dernière mile. Nous développons des algorithmes pour déterminer quand voler ou conduire en fonction des distances et des exigences énergétiques, mais également de la forme de l’obstacle. L’algorithme de décision, qui est encore en développement, sera basé sur la cartographie de la caméra de l’environnement. Si une ouverture est suffisamment haute pour ramper dessous, le FSTAR se contente de conduire à travers. Sinon, il vole. Un opérateur humain peut encore être nécessaire dans des espaces confinés difficiles (comme des décombres).
Ma première impression lorsque j’ai vu la vidéo du Minimally actuated Reconfigurable Continuous Track Robot, c’est qu’avec une caméra à son sommet, il serait parfait pour la recherche et le sauvetage. Quels sont les cas d’utilisation que vous envisagez pour un tel robot ?
Le robot à piste continue reconfigurable est principalement développé pour les opérations de recherche et de sauvetage dans des terrains difficiles tels que les décombres. Mais il peut également être utilisé pour d’autres applications telles que l’excavation, l’agriculture et le crawlage à l’intérieur des tuyaux pour la maintenance industrielle.
L’un de vos projets précédents est SAW, un Minimally actuated Reconfigurable Continuous Track Robot. Quelle a été l’inspiration derrière ce robot ?
Le robot SAW (single actuator wave) a été à l’origine inspiré par des organismes biologiques miniatures qui nagent en ondulant leur queue. Créer ce robot a été très difficile. Bien que les équations aient montré qu’un seul moteur est nécessaire pour développer le mouvement ondulatoire, la réalisation de ce mouvement mécaniquement n’a pas été simple. J’ai trouvé la solution lorsque j’enseignais le cours de conception mécanique et que j’ai réalisé que la projection latérale d’un ressort est une fonction sinusoïdale qui avance lorsque le ressort est rotatif
À quelle taille pouvez-vous finalement rendre SAW ? Est-il possible d’avoir un robot de taille similaire à l’avenir qui pourrait être utilisé pour voyager à l’intérieur du corps humain ?
L’objectif principal du robot SAW est de ramper à l’intérieur du corps. Notre conception la plus récente est inférieure à 1,5 cm de large et elle est capable de ramper à l’intérieur de l’intestin du porc (ex-vivo). Actuellement, nous recherchons des financements pour développer des robots plus petits pour ramper à l’intérieur du système digestif. Nous croyons que c’est très possible.
L’une des observations que j’ai faites sur vos robots est qu’ils sont souvent basés sur la simplicité. Essayez-vous intentionnellement d’être minimaliste en ce qui concerne le nombre de composants fonctionnels dans chaque robot ?
Nous suivons la logique de la simplicité. Un dicton attribué à Albert Einstein dit : « Tout devrait être aussi simple que possible, mais pas plus simple ». Un nombre réduit de composants signifie une meilleure fiabilité, une durée de vie de travail plus longue, une densité de puissance plus élevée et facilite la réduction de la taille des robots.
Sur quoi travaillez-vous actuellement ?
Dans mon laboratoire de l’Université Ben-Gurion, nous travaillons actuellement sur plusieurs projets, notamment la modélisation d’un robot qui peut ramper à l’intérieur du corps, des robots série pour des applications agricoles et de petits robots de recherche et de sauvetage.
Avez-vous autre chose que vous aimeriez partager avec nos lecteurs ?
Je encourage fortement les parents et les enfants à s’engager dans la mécatronique/la robotique. Avec la technologie d’aujourd’hui, il est possible d’acheter des composants conviviaux (imprimantes 3D, contrôleurs Arduino, moteurs, capteurs, etc.) à faible coût et de les programmer avec des ressources disponibles à la maison. Cela peut être une activité amusante pour toute la famille (surtout en cette période où nous sommes principalement à la maison). Je encourage également les enfants à s’engager dans les sciences et à utiliser les ordinateurs à des fins éducatives (et non seulement pour les jeux).
Je vous remercie pour l’entretien. J’ai vraiment apprécié d’en apprendre davantage sur votre approche unique de conception de robots innovants. Les lecteurs qui souhaitent en savoir plus peuvent visiter le Laboratoire de robotique bio-inspirée et médicale.
