Des chercheurs sud-coréens ont développé un petit robot inspiré des scarabées, appelé BeetleBot. Il peut marcher, tourner et saisir des objets grâce à de simples mouvements du doigt de l’utilisateur.
Le robot utilise des muscles artificiels imprimés en 3D. Il communique également avec son opérateur en temps réel grâce à une caméra et à des capteurs.
Une inspiration issue de la nature
Les chercheurs se sont inspirés du scarabée Mecynorrhina torquata, l’une des plus grandes espèces de scarabées au monde. Cette espèce vit notamment au Congo, au Cameroun et en Ouganda.
L’équipe a étudié la position des muscles et des articulations des pattes de l’insecte. Elle a ensuite appliqué ces principes à la conception du robot.
Des muscles artificiels imprimés en 3D
Les muscles de BeetleBot sont fabriqués à partir d’un élastomère à cristal liquide, ou LCE. Ce matériau polymère est produit par impression 3D.
Lorsqu’il est chauffé, le LCE se contracte et peut raccourcir jusqu’à 45%. Lorsqu’il refroidit, il retrouve sa forme initiale.
Cette propriété imite le mouvement des muscles naturels. Elle permet au robot de déplacer ses pattes de manière proche de celle d’un véritable scarabée.
Un fonctionnement basé sur la chaleur
Pour se contracter, les muscles artificiels doivent atteindre 110 degrés Celsius, soit 230 degrés Fahrenheit. La chaleur est produite par un courant électrique qui traverse des fils intégrés aux muscles.
Seuls les muscles nécessaires au mouvement sont chauffés. Cela évite de chauffer l’ensemble du robot. Toutefois, la consommation d’énergie reste un défi important pour les chercheurs.
Un contrôle par simple mouvement du doigt
Pour piloter BeetleBot, l’utilisateur porte un patch capteur souple sur un doigt. Lorsqu’il plie ou déplie son doigt, le patch s’étire et sa résistance électrique change.co
Le système interprète ces variations comme des commandes. Elles sont ensuite transmises au robot par Bluetooth.co
Le contrôle repose sur quatre commandes simples : avancer, tourner à gauche, tourner à droite et saisir un objet. Cette méthode évite l’usage d’une manette traditionnelle volumineuse.
Une pince inspirée des mandibules
La pince du robot s’inspire des mandibules des scarabées. Ces organes buccaux permettent à l’insecte de saisir et de maintenir ses proies.
La pince utilise les mêmes muscles artificiels en LCE que les pattes. Lorsqu’ils se contractent, elle se referme autour de l’objet visé.
Un capteur de pression mesure également la force appliquée sur l’objet. Cela aide le robot à adapter sa prise et à éviter d’endommager ce qu’il saisit.
Une communication en temps réel
BeetleBot est équipé d’une petite caméra. Elle transmet à l’opérateur des images de l’environnement du robot en temps réel.
L’utilisateur observe ensuite la scène et envoie une nouvelle commande par un geste du doigt. Le robot exécute l’action, puis renvoie immédiatement les informations obtenues.
Cette méthode s’appelle la rétroaction bidirectionnelle. Elle permet à l’opérateur d’ajuster ses ordres selon ce que le robot voit et touche.
Des tests prometteurs
Lors des essais en laboratoire, BeetleBot a réussi à négocier des virages. Il a également atteint un objet ciblé, l’a saisi, puis l’a transporté vers un autre emplacement.
Les chercheurs souhaitent désormais améliorer la vitesse de réponse du robot. Ils veulent aussi réduire sa consommation d’énergie et développer une version entièrement souple et flexible.
Des applications futures possibles
Ce type de robot pourrait être utile dans les espaces étroits et difficiles d’accès. Il pourrait notamment inspecter des équipements industriels ou participer à des opérations de recherche et de sauvetage.
Les chercheurs envisagent aussi des usages dans le médical et la rééducation. Les pinces souples équipées de capteurs pourraient servir à manipuler des pièces délicates avec précision.
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