Quand le monde animal inspire les concepteurs de robots

Concevoir des robots en s'inspirant des performances motrices et sensorielles des animaux, tel est le but passionnant de la biorobotique qui allie les sciences de la vie et celles de l'ingénieur. Début avril, un colloque organisé à Nantes par l'École des Mines et l'Institut de recherche en communication et cybernétique de Nantes (Irccyn) a rassemblé les meilleurs spécialistes de cette nouvelle discipline scientifique. « La bio-robotique s'est développée en réaction à la stagnation de la robotique classique de type humanoïde qui tente de reproduire le fonctionnement de l'humain depuis des dizaines d'années sans grand succès », explique Frédéric Boyer, professeur à l'école des Mines de Nantes et coordinateur du projet européen Angels.

Ce programme de recherche réunit une dizaine de partenaires universitaires aux compétences complémentaires : informatique, électronique, mécanique, physique, mais aussi des biologistes puisque cette discipline implique une bonne connaissance du monde animal. « Nous avons choisi de nous inspirer de l'anguille, un animal qui se déplace dans l'eau en ondulant : ce robot mesure 1,5 mètre répartit en neuf modules articulés. Les applications seront multiples : surveillance militaire, entretien de canalisation, exploration pétrolières... », explique Frédéric Boyer. Pour rendre autonome et lui permettre de se déplacer dans des milieux liquides opaques, un ensemble de capteurs est développé sur le modèle de l'électrolocation des poissons. « L'électricité est un sens actif chez certains poissons dont la peau se polarise et créé un champs électrique autour du corps qui lui permet de percevoir les obstacles », note le chercheur. L'autre axe de recherche du projet Angels est de est d'offrir au robot sous-marin la possibilité de se « reconfigurer » selon les obstacles qu'il rencontre : chaque module doit pouvoir se détacher pour devenir un petit robot autonome et ensuite retrouver les autres modules pour s'assembler.

Imitation du vol des insectes

La nage, la reptation ou encore le vol, sont les modes de déplacements les plus étudiés. Ainsi, le robot salamandre inspiré du système nerveux de la lamproie est capable de marcher sur la terre ferme et de se mettre à nager quand il pénètre dans l'eau. Conçu par des ingénieurs de l'École polytechnique fédérale de Lausanne en Suisse cet étonnant robot à l'ondulation très fluide reste néanmoins toujours commandé à distance par un opérateur. À l'orée du XXIe siècle, des chercheurs du MIT (Massachusetts Institute of Technology) avaient déjà démontré l'intérêt du bio-mimétisme : leur robot thon utilise des nageoires pour se déplacer plus vite et en consommant moins d'énergie que les hélices des petits sous-marins.

Autre approche très prometteuse, l'imitation du vol des insectes. Un robot colibri issu des travaux de l'Université de Chiba au Japon a fait sensation lors des démonstrations à Nantes. Cet engin de quelques grammes effectue des vols stationnaires de plusieurs minutes. Aux États-Unis, la Darpa, agence du Pentagone pour les nouvelles technologies, a développé un modèle similaire qui est utilisé dans des opérations de surveillance militaire.