Les ingénieurs construisent un robot calamar pour l’exploration sous-marine

Les ingénieurs de l’Université de Californie à San Diego ont créé un robot calamar pour l’exploration sous-marine. Le robot est sans fil et peut se propulser en utilisant des jets d’eau. Il a également surmonté les défis électriques, tels que la capacité à transporter des capteurs, notamment une caméra.

Michael T. Tolley est l’un des auteurs principaux de la recherche et un professeur au département de génie mécanique et aérospatiale de l’UC San Diego.

« Nous avons essentiellement recréé toutes les fonctionnalités clés que les calmars utilisent pour la natation à haute vitesse », a déclaré Tolley. « Il s’agit du premier robot sans fil qui peut générer des impulsions de jet pour une locomotion rapide comme le calmar et peut atteindre ces impulsions de jet en changeant de forme, ce qui améliore l’efficacité de la natation. »

La recherche a été publiée dans Bioinspiration et biomimétique.

Le robot calamar

Le robot inspiré du calamar est composé de matériaux souples comme le polymère acrylique, ainsi que de parties plus rigides imprimées en 3D et découpées au laser. Les robots souples sont plus sûrs pour les poissons et les coraux lors de l’exploration sous-marine, car les robots rigides pourraient les endommager. Cependant, il y a un inconvénient. Les robots souples sont souvent plus lents et moins efficaces pour manœuvrer.

L’équipe de recherche était composée de roboticiens et d’experts en simulation informatique. Le groupe s’est tourné vers les calmars en raison de leur capacité à voyager à des vitesses rapides. Les céphalopodes atteignent cette vitesse grâce à un mécanisme de propulsion par jet.

En s’inspirant des calmars, l’équipe a conçu le robot de sorte qu’il puisse prendre de l’eau dans son corps et stocker de l’énergie élastique dans sa peau et ses côtes flexibles. L’énergie est ensuite libérée par le robot en compressant son corps, ce qui entraîne un jet d’eau qui propulse le robot.

Lorsqu’il ne bouge pas, le robot a la forme d’une lanterne en papier, et ses côtes sont flexibles et agissent comme des ressorts. Chaque extrémité du robot comporte une plaque circulaire où les côtes se connectent, l’une étant connectée à une buse qui prend et éjecte de l’eau. Pour que l’eau soit éjectée, le corps du robot doit se contracter. La plaque restante est alors utilisée pour maintenir des capteurs, tels qu’une caméra étanche.

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Test du robot

Le robot calamar a été testé dans le laboratoire du professeur Geno Pawlak, situé dans le département de génie mécanique et aérospatiale de l’UC San Diego. Après ces tests, il a été envoyé dans les réservoirs de l’aquarium Birch de l’UC San Diego à l’Institution océanographique Scripps.

Le robot a pu être dirigé en ajustant la buse, et l’étanchéité des composants électriques, tels que la batterie et la caméra, s’est avérée être un succès. L’appareil a voyagé à une vitesse d’environ 18 à 32 centimètres par seconde, ce qui équivaut à environ un demi-mile par heure. La vitesse est impressionnante, étant plus rapide que la plupart des robots souples.

Caleb Christianson, un ingénieur en dispositifs médicaux senior chez Dexcom, a dirigé l’étude au sein du groupe de recherche.

« Après avoir pu optimiser la conception du robot pour qu’il nage dans un réservoir de laboratoire, il a été particulièrement excitant de voir que le robot a pu nager avec succès dans un grand aquarium parmi des coraux et des poissons, démontrant sa faisabilité pour des applications réelles », a déclaré Christianson.

Après avoir testé différents modèles de buse, l’équipe a finalement trouvé un moyen d’augmenter l’efficacité du robot, ainsi que de le faire manœuvrer et voyager à des vitesses plus rapides. L’un des facteurs contributifs majeurs à cette découverte a été la simulation de la propulsion par jet, qui a été menée par le professeur Qiang Zhu et son équipe au département de génie structural de l’UC San Diego.