La mécatronique descent-elle du singe?

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Vous avez certainement déjà remarqué le balancement caractéristique avec lequel les singes gibbons se déplacent et grimpent de branches en branches. Ce détail n’a pas échappé aux chercheurs en robotique de l’Université de l’Utah, qui ont récemment dévoilé ROCR (prononcez « Rocker »), un robot qui, même s’il n’a pas l’apparence d’un primate, utilise bel et bien cette technique.

En effet, ce petit bijou mécatronique destiné à grimper le long de surfaces verticales pour des missions de surveillance et d’inspections, est équipé d’une queue qui lui sert de balancier et l’aide significativement lors de la montée. Outre une vitesse accrue lors de l’ascension (environ 16 cm/s), le mouvement d’oscillation de sa queue lui fournit également une énergie potentielle qui lui permet d’être assez peu énergivore.

Le prototype actuel est muni de deux griffes permettant d’accrocher le mur et d’une queue pendulaire rattachée à son centre de gravité. Celle-ci est mue par un moteur électrique relié à un encodeur optique de résolution 100 CPR (Cycles Par Révolution) permettant de connaitre en permanence la position angulaire de la queue. La partie calcul consiste en un microprocesseur de type PIC, les capteurs lui fournissant les informations nécessaires au bon comportement du robot comptent notamment parmi eux un accéléromètre 3 axes indiquant l’orientation du corps de la machine. La batterie a quant à elle été ingénieusement placée au bout de la queue afin de servir de contrepoids.

L’un des points clé du fonctionnement de ROCR réside dans la fréquence d’oscillation de sa queue. En effet les ingénieurs ont dû réaliser des dizaines d’essais afin de déterminer une courbe fournissant l’efficacité énergétique du robot en fonction de la fréquence d’oscillation de son appendice. Les résultats montrent que le robot a un rendement maximal lorsque le balancier oscille autour de 1Hz. A contrario, l’équilibre devient fragile pour une fréquence supérieure à 1,5Hz.

Malgré tout, des progrès restent à faire, notamment pour permettre à ce petit grimpeur d’escalader plusieurs types de surfaces car la version expérimentale actuelle ne fonctionne que sur un mur tapissé de moquette. Les recherches continuent en ce sens, notamment sur le développement de griffes magnétiques permettant la montée sur des surfaces métalliques, pratique pour l’inspection des citernes et autres conteneurs.

Au final, si ROCR vient ajouter un spécimen de plus à la famille des robots grimpeurs, ce dernier a cependant le mérite de se démarquer de ce qui se fait actuellement par son rendement énergétique élevé pour un robot de ce genre ainsi qu’à une conception pour le moins originale et ingénieusement tirée de l’observation animale.

Sources :

Université de l’Utah : http://www.mech.utah.edu/news/stories/0018_climbing_robot.html

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