Un robot mou imite la raie manta pour avancer

Un robot raie-manta en élastomère en train d'éviter des obstacles sous l'eau.

Une équipe de l’université d'Etat de Caroline du Nord a conçu un robot souple inspiré de la raie et capable de nager. Il progresse de près de sept fois sa longueur en une seconde.

En 2022, une équipe de chercheurs en génie mécanique de l’université d’Etat de Caroline de Nord, aux Etats-Unis, présentait un robot souple capable d’avancer dans l’eau à la vitesse de 3,7 fois la longueur de son corps en une seconde. Une nouvelle version dévoilée début décembre 2024 dans un article de Sciences Advances va beaucoup plus vite : 6,8 fois sa propre longueur en une seconde.

Dans sa forme et son principe de locomotion, la structure est inspirée de la raie manta, dépourvue, comme tout robot « mou », de moteur et de parties rigides ou anguleuses. Elle est constituée d’élastomère EcoFlex pour les nageoires placées de part et d’autre d’un corps en VeroClear, une résine transparente utilisée en impression 3D. Ce corps central renferme un chambre qui reçoit de l’air sous pression. C’est l’action de cet air, faisant gonfler le matériau, qui provoque le battement des nageoires : l’injection fait plier ces dernières, la dépressurisation les ramène à leur état initial.

Résistance aux collisions et aux turbulences

La version précédente du robot ne permettait pas ce retour à l’état premier lorsque l’air se retirait. L’activation du battement nécessitait plus d’étapes et prenait donc plus de temps. D’où une moindre vitesse du robot.

Comme ils le décrivent dans leur article, les chercheurs ont mené divers tests, dont l’un avec le robot totalement immergé. Pour cela, ils l’ont lesté avec une petite boule d’acier de 0,68 g. L'accessoire a pour effet de faire couler le robot, qui pèse 2,2 g, lorsqu’il est statique.

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Par contre, il redevient opérationnel dès qu’il bat des nageoires, capable d’avancer sous l’eau. Sa résistance à des obstacles ou sa capacité à continuer à progresser malgré des turbulences dans l’eau ont également été éprouvées avec succès. Dans un cas comme dans l’autre, le robot commence d’abord par couler à la verticale, puis reprend sa course.

L’injection d’air implique que le robot soit relié à une source d’alimentation. Mais l’équipe a testé une confi[...]

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