Les scientifiques développent une nouvelle formule pour des robots énergétiquement efficaces

Les scientifiques de l’armée ont développé une nouvelle formule qui apporte un éclairage frais sur la façon dont un robot à pattes énergétiquement efficace pourrait être construit.

L’article a été publié dans PLOS One. 

Changement du développement de véhicules de l’armée

Le Commandement du développement des capacités de combat de l’armée américaine, ou DEVCOM, ainsi que les Drs. Alexander Kott, Sean Gart et Jason Pusey du Laboratoire de recherche de l’armée, élaborent de nouvelles idées pour la construction de plateformes robotiques autonomes à pattes pour l’armée. L’équipe se concentre sur le fait de les faire fonctionner de manière aussi efficace que les autres systèmes mobiles au sol. 

L’utilisation de tels systèmes pourrait modifier le développement de véhicules de l’armée, et selon les scientifiques, ils ne savent pas encore pourquoi les systèmes à pattes, à roues et à chenilles s’inscrivent dans la même courbe, mais les nouvelles découvertes constituent un pas en avant.

“Si les concepteurs de véhicules découvrent qu’une conception particulière nécessiterait plus de puissance que ce qui est actuellement possible compte tenu de diverses contraintes du monde réel, la nouvelle formule pourrait indiquer des besoins spécifiques pour une amélioration de la transmission et de la génération de puissance, ou pour repenser les exigences de masse et de vitesse du véhicule,” a déclaré Gart.

Élaboration de la nouvelle formule

Les scientifiques ont été inspirés par une formule des années 80 qui montre les relations entre la masse, la vitesse et la dépense d’énergie des animaux, et ils ont élaboré une nouvelle formule qui peut être appliquée à une large gamme de systèmes à pattes, à roues et à chenilles, comme les robots au sol.

L’équipe pense qu’ils sont les premiers à assembler et à étudier les relations qui émergent de ces données, bien que celles-ci soient disponibles depuis 30 ans. Les résultats démontrent que les systèmes à pattes sont aussi efficaces que les plateformes à roues et à chenilles.

Kott est le scientifique en chef du laboratoire. 

“Dans le monde des véhicules aériens de combat sans pilote et des munitions intelligentes, il y a un rôle croissant pour l’infanterie démontée qui peut avancer, souvent pendant plusieurs jours, et attaquer dans les terrains les plus encombrés tels que les montagnes, les forêts denses et les environnements urbains,” a déclaré Kott. “C’est parce que de tels terrains offrent la meilleure couverture et dissimulation contre les véhicules aériens sans pilote. Cela, à son tour, exige que l’infanterie démontée soit assistée par des véhicules capables de se déplacer facilement dans un tel terrain brisé. Les véhicules à pattes – possiblement autonomes – seraient très utiles.”

Efficacité énergétique

Selon Kott, l’un des problèmes avec les robots à pattes est qu’ils semblent avoir une mauvaise efficacité énergétique, et cela peut limiter l’association avec les soldats. 

“Pendant les 30 dernières années, les scientifiques militaires américains ont abordé un certain nombre de défis dans le développement de véhicules autonomes,” a déclaré Kott. “Les véhicules au sol qui manœuvrent sur des roues ou des chenilles, et les véhicules aériens qui ressemblent à de petits avions que nous appelons ailes fixes et petits hélicoptères, qui sont des ailes rotatives, sont maintenant plus silencieux et plus faciles à intégrer dans les formations de troupes. Mais pour les plateformes à pattes, de nombreux obstacles restent insaisissables, et un énorme obstacle est de les rendre énergétiquement efficaces.”

Les soldats ne peuvent pas se permettre de transporter du carburant ou des batteries pour des “robots à pattes assoiffés d’énergie,” a-t-il déclaré.

Avec la nouvelle formule, l’équipe a découvert que les plateformes à pattes créées par l’homme devraient être aussi efficaces que les plateformes à roues et à chenilles. 

L’équipe a collecté des données diversifiées sur les systèmes mobiles au sol et a étudié des systèmes combinés comme le Ford Model T. 

Selon Gart, la recherche aidera les concepteurs à déterminer les compromis entre la puissance, la vitesse et la masse pour les futurs robots terrestres à des fins de défense. 

La formule pourrait également approximer la quantité de puissance requise par un véhicule.

“L’armée doit développer des cibles réalisables et ambitieuses pour les compromis entre la puissance, la vitesse et la masse des futurs robots terrestres,” a déclaré Kott. “Il est indésirable de baser de telles cibles sur l’expérience actuelle, car le matériel militaire est souvent développé et utilisé pendant plusieurs années, voire des décennies ; par conséquent, les concepteurs et les spécificateurs d’un tel matériel doivent baser leurs cibles – concurrentielles mais réalisables – sur les opportunités technologiques futures qui ne sont pas nécessairement entièrement comprises au moment de la conception.”