Des chercheurs construisent un robot à partir de plusieurs plus petits imprimés en 3D

Des chercheurs de Georgia Institute of Technology ont construit un robot qui se compose entièrement de petits robots connus sous le nom de "smarticles". Cette nouvelle technique de locomotion défie la manière conventionnelle de créer des robots à partir de moteurs, de batteries, d'actionneurs, de segments corporels, de jambes et de roues. 

La nouvelle recherche a été soutenue par le Army Research Office, la National Science Foundation et des chercheurs de la Northwestern University. Il a été publié dans la revue Robotique scientifique. 

Ces particules actives intelligentes imprimées en 3D ne peuvent remplir que la fonction de battre leurs deux bras. Le potentiel de ces smarticles change chaque fois qu'il y en a cinq confinés dans un cercle. Lorsqu'ils sont ensemble, ils forment un système robophysique appelé "supersmarticle" en se poussant mutuellement. Ce supersdmarticle est alors capable de se déplacer indépendamment. Si un capteur de son ou de lumière est ajouté, il peut alors être contrôlé par un stimulus. 

Ce nouveau système en est encore à ses balbutiements, mais l'idée de créer des robots en regroupant des plus petits a un énorme potentiel. Il fournit des capacités de groupe et pourrait conduire à un contrôle mécanique de petits robots. Le regroupement de robots plus petits pourrait également conduire à une nouvelle locomotion.

Dan Goldman est professeur de la famille Dunn à l'École de physique du Georgia Institute of Technology. 

"Ce sont des robots très rudimentaires dont le comportement est dominé par la mécanique et les lois de la physique", a-t-il déclaré. « Nous ne cherchons pas à leur appliquer un contrôle, une détection et un calcul sophistiqués. Au fur et à mesure que les robots deviennent de plus en plus petits, nous devrons utiliser des principes mécaniques et physiques pour les contrôler, car ils n'auront pas le niveau de calcul et de détection dont nous aurions besoin pour un contrôle conventionnel.

La recherche s'est appuyée sur l'étude d'agrafes de construction versées dans un récipient à parois amovibles. Un ancien doctorant et maintenant membre du corps professoral de l'Université de Californie à San Diego, Nick Gravish, a ensuite retiré les parois du conteneur pour créer des structures autonomes. Il s'est rendu compte que des objets mécaniques pouvaient être assemblés afin de créer des structures qui pouvaient faire beaucoup plus que leurs composants individuels. 

"Un robot composé d'autres robots rudimentaires est devenu la vision", a déclaré Goldman. "Vous pourriez imaginer faire un robot dans lequel vous modifieriez un peu ses paramètres géométriques et ce qui émergerait serait des comportements qualitativement nouveaux."

Will Savoie, un assistant de recherche diplômé, a créé des smarticles alimentés par batterie à partir d'une imprimante 3D. Ils avaient des moteurs, des capteurs simples et une certaine puissance de calcul. Individuellement, les smarticles ne peuvent pas faire grand-chose, mais ils sont capables de changer d'emplacement et d'interagir les uns avec les autres lorsqu'ils sont placés dans un anneau. 

"Même si aucun robot individuel ne pouvait se déplacer seul, le nuage composé de plusieurs robots pouvait se déplacer en se séparant et se rétrécir en se ressaisissant", selon Goldman. "Si vous mettez un anneau autour du nuage de petits robots, ils commencent à se donner des coups de pied et le plus grand anneau - ce que nous appelons un supersmarticle - se déplace au hasard."

Les chercheurs ont également appris qu'ils pouvaient contrôler le mouvement des robots en utilisant des capteurs photo. Ils ont pu empêcher les bras de battre avec un faisceau de lumière. 

"Si vous orientez la lampe de poche correctement, vous pouvez mettre en surbrillance le robot que vous souhaitez désactiver, ce qui fait que l'anneau se rapproche ou s'éloigne de lui, même si aucun robot n'est programmé pour se déplacer vers la lumière", a expliqué Goldman. "Cela a permis de piloter l'ensemble de manière très rudimentaire et stochastique."

Ces nouveaux développements aideront à la création de robots en essaim composés de plusieurs appareils plus petits. Ils pourraient être modifiés afin qu'ils soient utiles dans une variété de situations et d'applications différentes. L'armée américaine s'est également intéressée au nouveau projet car il pourrait aider à créer des robots qui changent de forme et qui peuvent modifier leurs modalités et leurs fonctions.