Un robot bio-inspiré peut voler et plonger
October 11, 2019
Un drone sous forme de poisson volant
Un robot bio-inspiré utilise l'eau de l'environnement pour créer un gaz propulseur et démarrer à la surface de l'eau. Le robot a été mis au point par des chercheurs de l'Imperial College de Londres. Il peut voler sur environ 26 mètres après son lancement et pourrait être utilisé pour prélever des échantillons d'eau dans des environnements dangereux et déroutants tels que les inondations ou la surveillance de la pollution marine, selon l'équipe de Mirko Kovac dans la revue Science Robotics.
Les robots qui peuvent passer de l'eau à l'air sont souhaitables dans certaines situations. Le lancement nécessite toutefois beaucoup d'énergie, ce qui a été difficile à réaliser avec de petits robots jusqu'à présent. Aujourd'hui, des chercheurs ont inventé un système qui ne nécessite que 0,2 gramme de poudre de carbure de calcium dans une chambre de combustion. La seule pièce mobile est une petite pompe qui puise de l'eau dans l'environnement où se trouve le robot, comme un lac ou un océan.
L'eau est ensuite mise en contact avec la poudre de carbure de calcium dans une chambre de réaction et produit un gaz inflammable, l'acétylène. Lorsque le gaz s'enflamme et se dilate, il pousse l'eau sous la forme d'un jet de propulsion qui "tire" le robot hors de l'eau et le propulse dans un vol plané pouvant atteindre 26 mètres.
"Le passage de l'eau à l'air est un processus qui demande beaucoup d'énergie et qui est difficile à réaliser avec un petit objet volant qui doit être facile à piloter", explique Mirko Kovac, directeur du "Aerial Robotics Laboratory" à l'Imperial College London et du centre commun "Materials and Technology Center of Robotics" à l'Empa. "Nous avons utilisé des produits chimiques réactifs à l'eau pour réduire la quantité de matériaux que le robot devait transporter. Comme la chambre se remplit passivement et que l'eau ambiante agit comme un piston, nous pouvons créer un cycle de combustion complet avec une seule pièce mobile, la pompe qui mélange l'eau au carburant. "
L'équipe a testé le robot en laboratoire, dans un lac et dans un bassin à vagues et a pu montrer qu'il pouvait décoller de la surface de l'eau même dans des conditions plutôt difficiles. Alors que les robots similaires ont souvent besoin de conditions calmes pour se soulever de l'eau, le réaménagement de l'équipe crée une force égale à 25 fois son poids. Par conséquent, la probabilité que le robot puisse surmonter les vagues et réellement décoller augmente.
Le robot léger de seulement 160 grammes peut "sauter" plusieurs fois après avoir rempli son réservoir d'eau. Cela pourrait lui permettre de flotter sur l'eau sans énergie supplémentaire et de prélever des échantillons à plusieurs endroits, économisant ainsi beaucoup d'énergie sur de plus longues distances par rapport à un robot à entraînement électrique.
L'équipe travaille à la construction de nouveaux robots à partir de matériaux avancés et à la réalisation d'essais sur le terrain avec des robots dans divers environnements, notamment la surveillance des récifs coralliens et des plates-formes en mer.
"Ce type de robots à faible consommation d'énergie et hors réseau pourrait être vraiment utile dans des environnements qui demandent habituellement beaucoup de temps et de ressources, même après des catastrophes comme des inondations ou des accidents nucléaires", ajoute Raphael Zufferey, auteur principal de l'étude.
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