Ce robot abeille aux muscles mous résiste aux chocs pendant son vol

Il s’écrase contre un mur, retombe sur ses ailes ou encore entre en collision avec un de ses semblables… Rien ne vient perturber ce “robot abeille” mis au point par les chercheurs du laboratoire microrobotique d’Harvard au SEAS (School of Engineering And Applied Science) et d’ingénierie bioinspirée de l’institut Wyss. Baptisé RoboBee, le petit drone bioinspiré des insectes a la particularité d’être alimenté par des muscles artificiels souples, qui lui permettent l’ensemble des performances énumérées, sans être endommagé. “Les insectes volants capables de naviguer dans des environnements naturels très encombrés peuvent résister aux collisions en vol grâce à la combinaison de leur faible inertie et de la résistance de leurs ailes, de leurs exosquelettes et de leurs muscles” expliquent les chercheurs dans l’article publié dans Nature.

Ce type de robots – petits, légers, agiles et résistants aux chocs – pourrait avoir des applications dans différents domaines, comme le survol de décombres pour des missions de recherche et de sauvetage, ou encore le passage dans des zones difficiles d’accès. La robotique molle vise également le développement de systèmes polyvalents pouvant interagir avec les humains et manipuler des objets fragiles dans des environnements non structurés. Un des défis majeurs dans la construction de robots mobiles à actionnement souple consiste à développer des actionneurs de type musculaire ayant une densité d’énergie, une bande passante, une robustesse et une durée de vie élevées, affirment les chercheurs dans la publication.

Différentes configurations de robots

L’équipe a conçu un module à ailes battantes de 160 mg pouvant être assemblé à un autre module pour créer des robots de différentes configurations. Celui-ci est alimenté par un actionneur à élastomère électroactif diélectrique multicouches – des matériaux souples qui se déforment lorsqu’un champ électrique est appliqué – d’une puissance massique (rapport puissance/masse) de 600 watts par kilogramme. Les chercheurs utilisent la résonance du système pour éliminer les courants harmoniques dus à la présence de charges électriques non linéaires.

Pour montrer leurs capacités en vol, les chercheurs ont réalisé des tests avec différentes configurations : un modèle à un actionneur et deux ailes, un à deux actionneurs et quatre ailes, puis un à quatre actionneurs et huit ailes. Ces modèles sont parvenus à voler dans un environnement encombré tout en surmontant les multiples collisions durant leur vol. Les modèles ont également démontré un vol stationnaire contrôlé. “Notre travail montre comment les actionneurs mous peuvent atteindre une densité de puissance et une bande passante suffisantes pour permettre un vol contrôlé, illustrant le potentiel de développement des robots agiles de nouvelles génération” explique les chercheurs dans leur publication. Ils vont désormais travailler sur l’augmentation de l’efficacité du robot qui reste loin derrière les robots volants plus traditionnels.

En vidéo, la démonstration de ces robots abeilles.

(Photo : Image courtesy of The Harvard MicroRobotics Lab/Harvard SEAS)