Les robots bipèdes savent enfin se déplacer sur le côté

Les jambes humaines sont des merveilles de complexité, dont l'anatomie a été façonnée et perfectionnée pendant des millions et des millions d'années grâce à ce système de R&D bien huilé qu'est l'évolution des espèces. Notre bassin, ainsi que les articulations de nos hanches, nous permettent d'effectuer des mouvements subtils et efficaces pour un moindre coût énergétique. Or, les roboticiens spécialisés en robots bipèdes ont bien du mal à reproduire cette prouesse de la nature qui nous permet de courir, bondir, danser. Bien sûr, certains laboratoires ont réussi à mettre au point des robots plutôt cool qui se dandinent comme ils peuvent, et parviendront bien à se trainer du salon à la cuisine si aucun obstacle ne vient entraver leur route ; cependant, pour peu qu'ils aient à essuyer un coup de pied latéral, ils s'effondrent comme des fétus de paille.

Le Dr. Dennis Hong et ses collègues du Laboratoire de robotique et mécanique de l'UCLA pensent avoir trouvé une solution élégante au problème d'équilibre des robots bipèdes : les construire de telle manière à ce qu'ils puissent se déplacer sur le côté. Selon Hong, « la marche des robots bipèdes est très précaire à cause du décalage des articulations de leurs hanches. Ce décalage provoque des moments oscillatoires indésirables qui forcent les robots à marcher à tout petits pas soigneusement calculés. »

« En revanche, » poursuit Hong, « quand les pas sont réalisés en crabe, ces oscillations n'ont pas lieu d'être. » Le chercheur a profité de cette découverte pour améliorer les articulations du genou, assez rudimentaires chez la plupart des robots bipèdes ; en tournant les genoux de 90 degrés, en supprimant l'articulation de la cheville et en simplifiant le pied du robot, l'équipe a mis au point un robot plus économe en énergie, et plus robuste.

Le labo RoMeLa a fait tourner des simulations informatiques afin de tester ce nouveau concept, et découvert que l'on pouvait encore le perfectionner. « En exploitant le fait que sur un robot, il n'y a pas besoin de systèmes biologiques tels que des réseaux sanguins et nerveux, nous avons pu ajouter un genou contigu supplémentaire qui de diversifier encore davantage les types de déplacements. »

La simulation nous montre un marcheur latéral possédant un genou circulaire et une jambe capable de tourner à 360°. Ce design tout simple permet au robot de grimper un rebord de porte-fenêtre, ou encore de monter des escaliers.

Cependant, il faut encore tester si le robot fonctionne dans un environnement réaliste. Leur prototype initial était un simple droïde à deux jambes possédant une boite en carton en guise de tête. Fait d'aluminium et de fibre de carbone, il possède un grand degré de liberté au niveau de chacune de ses hanches, de ses genoux et de ses pieds flexibles qui lui permettent de se déplacer sur des terrains accidentés.

Dans la vidéo, le robot se déplace sur le côté avec la plus grande facilité, et même une certaine grâce. C'est une performance inédite pour une machine de ce type, et ce n'est que le début de la révolution ambulatoire en robotique. RoMeLa envisage de poursuivre ses recherches en locomotion, et de continuer à s'inspirer de l'anatomie humaine ainsi que des avantages de l'électronique et de la fibre de carbone pour créer des systèmes toujours plus audacieux. La révolution est en marche, et cette fois-ci, elle marche bien.