Long de seulement 15 millimètres et pesant 88 milligrammes, RoBeetle repousse les limites de la microrobotique. Ce minuscule robot inspiré des insectes fonctionne sans batterie, utilise du méthanol comme source d’énergie et peut ramper dans des espaces où les humains et les robots conventionnels ne peuvent pas accéder.
Depuis plusieurs années, les spécialistes de la microrobotique cherchent à développer des machines suffisamment petites et autonomes pour explorer des fissures dans le béton, des conduites étroites ou encore des décombres présentant des risques pour les secouristes. Une équipe de l’Université de Californie du Sud (USC) a mis au point une solution expérimentale avec RoBeetle, un robot quadrupède miniature capable de se déplacer de manière autonome.
Présenté dans la revue Science Robotics, le dispositif repose sur des « muscles » artificiels alimentés par du méthanol. Cette technologie lui permet de fonctionner pendant près de deux heures et ouvre la voie à de futurs robots-insectes destinés notamment à l’inspection d’infrastructures ou aux opérations de recherche dans des environnements difficiles.
RoBeetle repousse les limites de la miniaturisation
Développé au sein du laboratoire Autonomous Microrobotic Systems de l’USC par Xiufeng Yang et Néstor O. Pérez-Arancibia, RoBeetle est présenté comme « l’un des robots autonomes les plus légers et les plus petits jamais créés ».
Avec ses 15 millimètres de longueur et ses 88 milligrammes, le robot affiche des dimensions proches de celles de certains insectes. Sa conception répond à l’un des principaux obstacles rencontrés en microrobotique : fournir suffisamment d’énergie à une machine extrêmement légère sans l’alourdir avec une batterie conventionnelle.
« Nous voulions créer un robot avec un poids et une taille similaires à ceux des insectes réels », explique Xiufeng Yang.
À une échelle aussi réduite, les moteurs électriques et les batteries représentent une part importante du poids total. À titre de comparaison, le plus petit robot quadrupède à batterie connu pèse environ un gramme et dispose d’une autonomie de seulement douze minutes en fonctionnement continu.
Le méthanol remplace la batterie traditionnelle
Pour contourner cette difficulté, les chercheurs ont équipé RoBeetle d’un minuscule réservoir de méthanol. Ce carburant liquide offre une densité énergétique environ dix fois supérieure à celle des petites batteries classiques.
Le fonctionnement du robot repose également sur un fil en alliage à mémoire de forme composé de nickel et de titane, appelé Nitinol. Celui-ci est recouvert de poudre de platine.
Lorsque la vapeur de méthanol brûle au contact du platine, la chaleur produite provoque la contraction du fil. Celui-ci agit alors comme un muscle artificiel et entraîne les pattes avant du robot.
Des microvalves mécaniques interrompent ensuite l’arrivée du carburant. Le fil refroidit, retrouve sa longueur initiale et permet au cycle de recommencer. Cette succession de contractions et de relâchements se poursuit tant que le réservoir contient suffisamment de méthanol, permettant à RoBeetle de ramper de manière autonome.
Un micro-robot capable de se déplacer sur différentes surfaces
Les essais menés par les chercheurs ont montré que RoBeetle pouvait progresser sur plusieurs types de terrains. Le robot a notamment rampé sur du verre, sur des surfaces souples comparables à un matelas ainsi que sur des plans inclinés.
Malgré son poids extrêmement faible, il est également capable de transporter une charge pouvant atteindre 2,6 fois sa propre masse. Cette capacité pourrait permettre, à terme, d’embarquer de petits capteurs ou d’autres composants nécessaires à des missions d’inspection.
L’autonomie constitue un autre élément important du projet. Selon les conditions de fonctionnement, le micro-robot peut continuer à se déplacer pendant près de deux heures, voire approcher deux heures et demie.
Des applications envisagées dans les infrastructures et les secours
Les chercheurs envisagent notamment d’utiliser des robots de ce type pour inspecter des ponts, des barrages, des conduites industrielles ou d’autres infrastructures difficiles d’accès. Grâce à leurs dimensions réduites, ils pourraient pénétrer dans des fissures de quelques millimètres afin d’examiner des zones impossibles à atteindre avec des équipements conventionnels.
Les opérations de secours représentent une autre piste. Après un séisme ou l’effondrement d’un bâtiment, plusieurs micro-robots pourraient être envoyés dans les interstices des décombres afin de rechercher des survivants, tout en limitant l’exposition des équipes humaines aux structures instables.
D’autres applications sont également envisagées dans l’agriculture de précision, notamment pour de futurs systèmes de pollinisation artificielle.
RoBeetle reste pour l’heure une plateforme expérimentale, mais sa combinaison de miniaturisation, d’autonomie énergétique et de mobilité illustre les progrès de la robotique inspirée des insectes. À terme, ces machines pourraient compléter les outils existants pour explorer des environnements trop étroits, dangereux ou difficiles d’accès pour les humains.
Gaspard Delacroix est rédacteur pour Dakarinfo.net, où il couvre l’actualité nationale et internationale ainsi que des sujets liés à la politique, à l’économie, à la technologie, au sport, au divertissement et au mode de vie. Il privilégie une information claire, rigoureuse et accessible, en mettant l’accent sur les faits essentiels et les enjeux qui concernent les lecteurs. Son travail vise à fournir des informations utiles, à suivre les évolutions de l’actualité et à mettre en lumière les sujets qui façonnent le quotidien.
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