Les robots mous d’inspiration biologique ont beaucoup de sens dans de nombreux scénarios différents, mais comme pour toute classe de technologie, ils ont leurs limites. Entre autres choses, ces structures souples peuvent avoir du mal à se déplacer à la même vitesse que leurs homologues plus rigides. Pour aider à accélérer la natation, une équipe de chercheurs de la North Carolina State University s’est tournée vers une autre source d’inspiration de la nature : la raie manta.
Regarder vers le poisson a du sens. Ces cousins des requins volent efficacement dans l’eau grâce à leurs nageoires pectorales massives en forme d’ailes. En fin de compte, cependant, les chercheurs les ont nommés d’après un animal complètement différent. Les « bots papillons » sont ainsi réputés pour leur ressemblance avec les bras des humains effectuant le coup de papillon [see: the above image].
Deux versions du robot ont été construites. Le premier a été conçu spécifiquement pour la vitesse, avec la capacité de déplacer 3,74 longueurs de corps par seconde – une grande augmentation par rapport aux robots mous qui ont du mal à se déplacer d’une seule longueur de corps pendant ce temps. Une seconde, conçue pour plus de contrôle, se déplace d’environ 1,7 longueur de corps par seconde. Dans le premier cas, la conception fait tourner un problème. Avec le second, l’équipe a ajouté une deuxième transmission pour faire tourner le robot en battant une seule aile à la fois.
« À ce jour, les robots mous nageurs n’ont pas été capables de nager plus vite qu’une longueur de corps par seconde, mais les animaux marins – tels que les raies manta – sont capables de nager beaucoup plus vite et beaucoup plus efficacement », a déclaré le co-auteur de l’article, Jie. Yin, dit dans un communiqué. « Nous voulions nous inspirer de la biomécanique de ces animaux pour voir si nous pouvions développer des robots souples plus rapides et plus économes en énergie. Les prototypes que nous avons développés fonctionnent exceptionnellement bien.
Le corps est plié de haut en bas à l’aide d’un système de tube à air pneumatique, qui à son tour plie les ailes/ailerons, propulsant le système vers l’avant. Yin ajoute: «La plupart des tentatives précédentes de développement de robots battants se sont concentrées sur l’utilisation de moteurs pour fournir de l’énergie directement aux ailes. Notre approche utilise des ailes bistables qui sont entraînées passivement en déplaçant le corps central. C’est une distinction importante, car elle permet une conception simplifiée, ce qui réduit le poids.
L’équipe dit qu’elle travaille sur une version autonome et non attachée du robot papillon à nage douce.