Des chercheurs de l'ETH Zurich et de l'Institut Max Planck pour les systèmes intelligents (MPI-IS) ont développé une jambe robotique propulsée par des muscles artificiels, qui présente une efficacité énergétique supérieure aux modèles traditionnels à moteur électrique. Cette avancée résulte d'une collaboration dans le cadre du Max Planck ETH Center for Learning Systems (CLS). Contrairement aux jambes robotiques classiques, alimentées par des moteurs électromagnétiques, cette nouvelle jambe utilise des actionneurs électrohydrauliques, appelés Hasel (Hydraulically Amplified Self-healing Electrostatic), qui imitent les muscles humains et animaux.
Des sacs plastiques pour faire une belle jambe
Ces actionneurs sont constitués de sacs plastiques remplis d'huile, similaires aux sachets utilisés pour fabriquer des glaçons. Chaque sac est partiellement recouvert d'électrodes, et une fois la tension électrique appliquée, les électrodes se rapprochent, provoquant un déplacement de l'huile à l'intérieur du sac et raccourcissant ce dernier. Grâce à cette technologie, les mouvements de la jambe robotique reproduisent le fonctionnement des muscles extenseurs et fléchisseurs des créatures vivantes. Les actionneurs sont reliés au squelette robotique par des tendons, permettant à la jambe de se déplacer dans les deux directions. Un code informatique pilote le processus, gérant les contractions et extensions des actionneurs.
En comparaison avec une jambe robotique motorisée classique, ce système offre plusieurs avantages, notamment en termes d'efficacité énergétique. Les moteurs électriques, souvent utilisés dans les robots, génèrent une quantité importante de chaleur lorsqu'ils maintiennent une position donnée, nécessitant des dispositifs de gestion thermique comme des dissipateurs de chaleur ou des ventilateurs. En revanche, les muscles artificiels électrostatiques des chercheurs n'ont pas ce problème, car aucune chaleur n'est produite sous une charge constante.
Une jambe énergique, et énergétique
En plus d'être économe en énergie, cette jambe robotique démontre des capacités remarquables d'adaptabilité et d'agilité. Elle peut s'adapter aux terrains irréguliers sans nécessiter de capteurs complexes pour détecter l'environnement. Cela devient possible grâce à la souplesse du système musculo-squelettique artificiel, qui, tout comme chez les animaux, permet à la jambe de fléchir et de s'adapter aux variations de surface. Cette capacité d'adaptation est cruciale pour les robots évoluant sur des terrains accidentés, où la flexion des articulations est indispensable pour maintenir l'équilibre et la mobilité.
Une autre particularité de cette technologie réside dans la simplicité de son contrôle. Là où les robots à moteur électrique dépendent de capteurs pour ajuster l'angle des articulations, la jambe à muscles artificiels n'a besoin que de deux signaux d'entrée pour fléchir ou étendre l'articulation. Cette approche permet à la jambe robotique de s’adapter automatiquement à la surface sur laquelle elle se déplace, comme un être humain qui ajuste naturellement la flexion de ses genoux lors d'un atterrissage.
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