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Quelle démarche donner à un robot-insecte à six pattes ?

(Crédits image : École Polytechnique Fédérale de Lausanne)

En 2D, les insectes n’adoptent pas le mode de déplacement le plus efficace, mais pourquoi ? Des chercheurs ont voulu comprendre quelle démarche donner à un robot à 6 pattes en équipant des drosophiles de « bottes » en polymère.

Lorsque l’on a six pattes, la démarche à adopter n’est pas évidente. C’est le cas pour de nombreux insectes et la question se pose lorsqu’il s’agit de fabriquer des robots imitant ces arthropodes. Les robots déjà mis au point adoptent donc une marche « en trépied », c’est-à-dire que deux points d’appui d’un côté sont assurés tandis qu’un troisième l’est de l’autre côté en permanence.

Cependant, il ne s’agirait pas de la façon idéale de se déplacer lorsque l’on a 6 pattes, du moins, pas dans un environnement 2D. Ceci a donné lieu à des recherches dirigées par l’université de Lausanne (Suisse) et l’École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) dont les résultats ont été publiés dans la revue Nature Communications le 17 février 2017.

« Il y a un dialogue naturel entre la robotique et la biologie. Beaucoup de robots s’inspirent de la nature et réciproquement, les biologistes utilisent des robots pour comprendre le comportement de certaines espèces », explique Robin Thandiackal, coauteur de l’étude.

Les chercheurs ont mis à contribution la drosophile (mouche du vinaigre) dont ils ont modélisé le déplacement optimal en 2D en ne prenant pas en compte leur réel déplacement dans la nature, mais en utilisant des algorithmes évolutionnistes. Il s’agit d’une façon de trier les déplacements potentiels en les hiérarchisant, du plus optimal au plus lent. Les résultats ont montré que la marche en trépied n’est pas la plus efficace, mais que pour aller plus vite, la drosophile devrait seulement avoir deux pattes en contact avec le sol lors de sa marche !

L’hypothèse a été vérifiée sur deux robots hexapodes identiques lors d’une course entre la méthode en trépied et celle en bipied (voir ci-dessous). Il a donc été établi que la démarche non propre aux insectes est bien la plus performante.

(Crédits image : École Polytechnique Fédérale de Lausanne)

Le seul hic, c’est que les tests ne prenaient pas en compte l’adhérence des pattes des drosophiles. Pour se faire, les chercheurs ont déposé une goutte de polymère sur le bout de leurs pattes, un peu comme des bottes glissantes neutralisant l’adhérence. Là encore, les résultats sont saisissants puisque dans ce cas de figure, les drosophiles ont spontanément adopté la même marche en bipied que les robots afin de combler la perte d’adhérence.

« De quoi montrer que l’animal, au contraire des robots, adapte son déplacement face à une situation nouvelle », indique Robin Thandiackal.

Pour Pavan Ramdya, ayant dirigé ces recherches, celles-ci « confirment ainsi une hypothèse de longue date en biologie selon laquelle le mode trépied est bien dû à un environnement en 3 dimensions et à l’adhésivité des pattes » et que « les robots devraient donc s’en détacher », à moins de mettre au point un matériau aussi adhérant que des pattes de fourmis bien sûr !

Sources : Interesting EngineeringSciences et Avenir