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De puissants petits robots !

Mai 2015

Les robots font aujourd’hui partie de notre quotidien, nous les retrouvons à la maison, en entreprise, dans les hôpitaux… Les champs d’application sont nombreux. Des équipes de chercheurs ne cessent de s’y intéresser pour améliorer leurs performances, leur trouver de nouveaux usages. Les MicroTugs, par exemple, sont des petits robots qui peuvent déplacer des charges beaucoup plus lourdes qu’eux. Intéressons-nous à ces robots, petits certes, mais très puissants !

© Karen Ladenheim - Biomimetics and Dexterous Manipulation Lab, Stanford University
Robots et robotique

Le terme robotique vient de l’anglais robotics, terme inventé et rendu populaire en 1942, par Isaac Asimov, écrivain connu essentiellement pour ses livres de science-fiction.
Quand on parle de robotique, on s’intéresse à l’ensemble des domaines scientifiques et industriels liés à la conception de robots. Les robots sont aussi bien utilisés dans les usines, qu’en médecine, à domicile, dans les transports ou pour répondre à des besoins militaires. Ils sont indispensables également dans les domaines scientifiques tels que l’exploration de l’espace ou des fonds marins.
Les robots suivent un programme informatique qui leur commande un ensemble de tâches à exécuter. À la différence d’un automate, un robot a des capteurs qui lui permettent de réagir en fonction de son environnement.

Les MicroTugs : des petits robots remorqueurs

Des chercheurs de l’université de Stanford aux États-Unis sont parvenus à créer de petits robots remorqueurs capables de tracter des charges beaucoup plus lourdes qu’eux. Ces robots miniatures, les MicroTugs (peut être traduit par micro-remorqueurs en français), ne pèsent que quelques grammes et peuvent pourtant tirer des charges de plusieurs dizaines de kilos.
D’autres facteurs entrent en compte mais, de manière générale, plus un élément est petit, plus il est capable de porter un nombre important de fois son poids. Ainsi un escargot peut tirer près de 200 fois son poids alors qu’un humain ne peut tirer que son propre poids environ et un éléphant un peu moins de son poids.
Le plus puissant des MicroTugs peut tirer jusqu’à 2000 fois son poids. C’est comme si un humain parvenait à tirer au sol une baleine bleue ! Les MicroTugs sont capables de se déplacer aussi bien à l’horizontale qu’à la verticale. À la verticale un MicroTug peut tirer plus de 100 fois son poids. Imagine un humain qui grimpe un gratte-ciel en tirant derrière lui un éléphant !

© Karen Ladenheim - Biomimetics and Dexterous Manipulation Lab, Stanford University

Comment font-ils pour grimper ?
La conception de ces robots s’est inspirée de la nature. Tu as sans doute remarqué que certains animaux peuvent se déplacer sur une surface verticale sans tomber. Le gecko, une espèce de lézard, peut se déplacer verticalement grâce à ses pattes qui sont naturellement adhésives. Cela lui permet d’escalader n’importe quelle surface. C’est ce principe qui a été retenu pour les MicrosTugs, ces robots ont sous leurs pieds une matière adhésive qui les aide à rester accrochés au mur qu’ils grimpent. Ce caoutchouc spécial, ajouté sous leurs pieds, s’étale en fonction de la pression exercée ce qui permet d'augmenter la surface de contact au sol. Ainsi plus la charge à tirer est lourde, plus la pression est grande et la surface adhésive importante. Lorsque les robots décollent un pied, le caoutchouc reprend sa forme initiale et le pied se soulève facilement.

David Christensen et Elliot Hawkes © Greg Campbell - Biomimetics and Dexterous Manipulation Lab, Stanford University

Pour quels usages ?
Des robots tels que les MicroTugs pourraient être utilisés pour la construction de bâtiments par exemple ou dans les usines pour déplacer de lourdes charges. David Christensen et Elliot Hawkes, deux étudiants créateurs des MicroTugs, projettent de faire travailler en équipe ces petits robots et de développer cette technologie sur de plus grands robots.

© Karen Ladenheim - Biomimetics and Dexterous Manipulation Lab, Stanford University
Physique et microrobotique

La branche de la robotique qui étudie des robots de la taille des Microtugs est la microrobotique. La microrobotique (à l’échelle du micromètre ou millimètre) et la nanorobotique (de 0,1 à 10 micromètres, très petit donc !) sont des champs d’études en plein essor. Sais-tu que la compréhension des phénomènes physiques est essentielle pour travailler à des échelles si petites ? Certaines forces telles l’électricité statique, le souffle de l’air, la condensation, etc., prennent une grande importance pour ces petits robots alors que de plus grands robots ne seraient pas perturbés.

Pour aller plus loin...

Un article rédigé par le Lapin à plumes à partir des sources suivantes :

Wikipedia ; Industrie & Technologies ; Futura nature ; Biomimetics & Dexterous Manipulation Laboratory ;

 

 

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