Un Transformer du monde réel nouvellement créé est capable de reconfigurer son corps pour obtenir huit types de mouvements distincts et d'évaluer de manière autonome l'environnement auquel il est confronté afin de choisir la combinaison de mouvements la plus efficace pour manœuvrer.Le nouveau robot, baptisé M4 (pour Multi-Modal Mobility Morphobot), peut rouler sur quatre roues, transformer ses roues en rotors et voler, se tenir sur deux roues comme un suricate pour scruter les obstacles, "marcher" en utilisant ses roues comme des pieds, utiliser deux rotors pour l'aider à gravir des pentes raides sur deux roues, faire des culbutes, etc.
Selon Mory Gharib (PhD '83), professeur Hans W. Liepmann d'aéronautique et d'ingénierie bioinspirée et directeur du Center for Autonomous Systems and Technologies (CAST) de Caltech, où le robot a été développé, un robot doté d'un tel éventail de capacités pourrait avoir des applications allant du transport de personnes blessées vers un hôpital à l'exploration d'autres planètes.
M4 est le fruit de l'imagination de Gharib et d'Alireza Ramezani, professeur adjoint d'ingénierie électrique et informatique à l'université de Northeastern. L'équipe chargée des aspects techniques de M4 était composée d'Eric Sihite, chercheur postdoctoral associé en aérospatiale au Caltech, de Reza Nemovi, ingénieur concepteur au CAST, et d'Arash Kalantari du JPL, que le Caltech gère pour le compte de la NASA. Un article annonçant le nouveau robot a été publié dans Nature Communications le 27 juin.
"Notre objectif était de repousser les limites de la locomotion robotique en concevant un système qui présente des capacités de mobilité extraordinaires avec une large gamme de modes de locomotion distincts. Le projet M4 a atteint ces objectifs avec succès", explique M. Ramezani, auteur correspondant de l'article paru dans Nature Communications.
La flexibilité des mouvements du robot, associée à l'intelligence artificielle, lui permet de choisir le mode de locomotion le plus efficace en fonction du terrain qui s'offre à lui. Imaginez le M4 en train d'explorer un environnement inconnu : il pourrait commencer par rouler sur ses quatre roues, ce qui est son mode de déplacement le plus économe en énergie. Lorsqu'elle atteint un obstacle tel qu'un rocher, elle peut se mettre sur deux roues pour regarder par-dessus afin d'avoir une image plus claire du terrain qui l'attend. Ensuite, s'il voit un ravin ou un autre élément qu'un robot à roues ne peut pas franchir, il peut reconfigurer ses roues en rotors, survoler le ravin jusqu'à l'autre côté et reprendre sa route.
"Lorsqu'ils sont confrontés à des environnements inconnus, seuls les robots qui ont la capacité de reconfigurer leurs composants multimodaux avec l'aide de l'intelligence artificielle peuvent réussir", explique M. Gharib, coauteur de l'article paru dans Nature Communications.
L'une des principales caractéristiques de M4 est sa capacité à transformer ses appendices en roues, en jambes ou en propulseurs. Lorsque M4 doit se tenir debout sur deux roues, deux de ses quatre roues se replient et leurs propulseurs encastrés tournent vers le haut, assurant l'équilibre du robot. Lorsque M4 doit voler, les quatre roues se replient et les propulseurs soulèvent le robot du sol.
Les articulations des roues permettent à M4 d'exécuter un mouvement de marche. Dans l'itération actuelle de M4, le mouvement de marche est principalement une preuve de concept. Toutefois, grâce aux progrès prévus, les futures générations de M4 pourraient avoir la capacité de marcher efficacement sur des terrains accidentés qu'un robot à roues aurait du mal à franchir.
La conception de M4 a été fortement influencée par la nature : Gharib et ses collègues se sont inspirés de la façon dont les oiseaux chukar (une sorte de perdrix) utilisent le battement de leurs ailes pour faire levier lorsqu'ils courent sur des pentes raides, par exemple, et de la façon dont les otaries utilisent leurs nageoires pour différents types de locomotion sur la mer et sur la terre. Bien que les biologistes aient déjà rapporté de tels exemples de reconversion d'appendices dans le règne animal, les concepts qu'ils illustrent commencent tout juste à être explorés dans le domaine de l'ingénierie.
M4 a été doté de capacités autonomes et peut prendre lui-même des décisions sur la meilleure façon de naviguer dans un environnement complexe. Le robot a également été testé à l'extérieur et s'est déplacé sur le campus de Caltech.
L'article paru dans Nature Communications est intitulé "Multi-Modal Mobility Morphobot (M4), A Platform to Inspect Appendage Repurposing for Locomotion Plasticity Enhancement". Cette recherche a été financée par le JPL et la National Science Foundation.
Source : Robert Perkins, Caltech
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