D’ordinaire les robots et les microprocesseurs vont de pair. Difficile d’imaginer un robot danser sans commande numérique, ni même un bras industriel soulever des charges sans énergie électrique. Pourtant, la relation n’a rien d’obligatoire. Pour témoin la démarche vacillante, mais déterminée, du dernier robot sorti des laboratoire de l’Université de San Diego en Californie, aux Etats-Unis.
Bardé de tubes de plastique mou, juché sur quatre jambes composées de tuyaux translucides, ce robot déploie des mouvements entièrement commandés par… de l’air comprimé. Sans qu'aucun composant électronique n'entre en action. Un tel prototype pourrait servir dans des environnements hostiles à l’électronique (les auteurs citent les mines souterraines, dans lesquels tout risque d'étincelle est proscrit) comme pour des applications de loisir à la recherche de coûts réduits.
Circuits logiques pneumatiques
Présenté en Une de la revue Science Roboticsen février, l’automate démontre “un travail de recherche fondamentale, mais importante, vers des robots marcheurs autonomes et sans électronique”, explique dans un communiqué de presse Dylan Drotman, le doctorant qui a mené les recherches
Les robots mous à air comprimé ne sont pas nouveaux. Mais d’ordinaire, le flux d'air comprimé est lui-même contrôlé par des capteurs et des commandes électroniques, qui permettent de superviser l’automate et de lui donner des instructions. Rien de tel ici : totalement autonome puisqu’il peut être alimenté par une vulgaire cartouche d’air comprimé, le robot intègre un circuit composé uniquement de tubes et de valves complexes, dont l’imbrication lui permet d’avancer. Et même de réagir à son environnement.
En s'inspirant des circuits nerveux réflexes des mammifères, les chercheurs ont utilisé un schéma rythmique pour contrôler le mouvement du robot. Profitant de nombreuses recherches récentes sur les composants et les circuits logiques pneumatiques - qui reproduisent le comportement des composants de base de l’électronique mais en s’appuyant sur des flux d’air - leur circuit reproduit une oscillation d’air qui ouvre et ferme trois valves successivement. De quoi imprimer un mouvement de rotation sur les jambes, chacune composée de trois tuyaux collés qui se gonflent l’un après l’autre.
Biomimétisme
Afin de garder un modèle relativement simple, les chercheurs se sont par ailleurs inspirés de la démarche de certaines tortues, qui avancent simultanément leurs paires de jambes diagonalement opposées. De quoi coupler le contrôle de deux jambes à chaque pas, et de diminuer les étapes de marche. Autre innovation : des capteurs mécaniques sur le corps du robot ouvrent automatiquement d’autres valves quand il se heurte à un obstacle, lui permettant de changer de direction grâce, là encore, à un circuit logique pneumatique inspiré du monde numérique.
Un mécanisme encore très simple, mais qui pourrait très bien être complexifié pour permettre des démarches et des comportements plus élaborés, jugent les chercheurs. Se posera alors la question de l'alimentation en air comprimé, car une simple cartouche pourrait ne plus suffire.
