Biorobotics crée des robots qui imitent les mouvements de la nature

Biorobotics est un laboratoire spécialisé dans le développement et l’étude de biorobots qui imitent la mobilité de différents animaux. Son but est de reproduire certains mouvements et capacités des animaux pour en tirer des enseignements et les utiliser à notre avantage. Ce laboratoire qui appartient à l’École polytechnique fédérale de Lausanne, en Suisse, nous avait déjà présenté Pleurobot, un robot salamandre capable de nager grâce à ses os imprimés en 3D et ses articulations motorisées.

Il y a quelques mois, ils ont présenté un robot en collaboration avec la BBC pour l’enregistrement du documentaire « Spy in the Wild » : c’est un énorme robot crocodile qui s’est infiltré dans la nature afin de donner aux chercheurs plus d’informations sur la vie de ces animaux. Cette semaine, nous avons parlé à Kamilo Melo, chercheur en biorobotique, qui nous a expliqué en détail les processus de développement de certains de ces plus célèbres biorobots.

3DN : Pouvez-vous vous présenter et nous expliquer comment vous est venue l’idée de Biorobotics?

Bonjour, je m’appelle Kamilo Melo, je suis chercheur postdoctoral au Laboratoire de biorobotique de l’EPFL à Lausanne, en Suisse. La biorobotique est pour moi un cycle. Nous utilisons des robots pour mieux comprendre la biologie et résoudre des questions difficiles sur le déplacement des animaux. Mais en même temps, elle vient extraire des principes fondamentaux de la nature, afin de créer de meilleures machines d’ingénierie qui ont un impact sur la science et la société.

3DN: Quels sont les projets actuels de Biorobotics et quels sont leurs objectifs?

Nous sommes particulièrement intéressés par tous les problèmes qui touchent les déplacements chez les animaux. Par exemple, je travaille avec des robots lamproie ; j’essaie de comprendre comment cet animal a intégré des circuits neuronaux et une activité neuromusculaire qui génèrent des comportements de nage, mais aussi  des informations sensorielles de l’environnement (débit d’eau et pression hydrodynamique) qui viennent augmenter la force de sa nage. Je travaille également sur la reproduction fidèle de salamandres et autres animaux dans des systèmes robotiques. Nous utilisons de vraies salamandres pour étudier le mouvement des os (avec des rayons X) afin de créer un robot à l’échelle qui reproduit et comprend leurs mouvements. De la même manière, nous utilisons cette technologie pour concevoir une réplique d’un animal fossilisé, afin de comprendre comment il s’est déplacé il y a 350 millions d’années.

Forts de cette expérience, nous avons développé un robot crocodile utilisé par la BBC dans son documentaire « Spy in the Wild ». Notre robot crocodile a survécu pendant 2 semaines en fonctionnement constant dans des scénarios les plus défavorables. L’eau, la boue et la poussière sont la démonstration parfaite de la robustesse de ce robot. Cette expérience pourrait nous permettre de mieux répondre aux défis posés par les catastrophes naturelles. Nous pouvons traverser des passages étroits, de petites ouvertures et même nager parmi les éventuels décombres. Nous espérons que notre technologie pourra sauver des vies un jour.

3DN: Quelle est l’importance de l’impression 3D et quelles technologies utilisez-vous?

Nos robots n’intègrent pas tous des pièces imprimées en 3D. Cependant, la technologie d’impression 3D a été un bon moyen pour nous de :

• Réaliser des prototypes rapides et valider nos concepts de robots ;
• Créer des bancs d’essai et des structures pour expérimenter et mesurer certaines pièces de robots ;
• Donner l’esthétique que nous voulons à nos robots – cela participe même à notre image de marque ;
• Remplacer rapidement certaines pièces endommagées ;
• Créer des moules pour des pièces en matériaux mous.

Nous utilisons la technologie de dépôt de matière fondue avec de l’ABS et polyamide, mais aussi le frittage laser.

3DN: Quels sont les futurs projets de Biorobotics?

Tout est lié à l’avenir de la biorobotique : comme mentionné ci-dessus, il s’agit d’un cycle. Non seulement nous voulons relever les plus grands défis posés par le déplacement des animaux, mais aussi apprendre autant que possible de la nature pour concevoir de nouveaux robots, de nouveaux matériaux, de nouveaux comportements, pour fermer la boucle et ajouter de la valeur à notre société. Aujourd’hui, nous aimerions améliorer la performance musculaire. Nous voulons développer des actionneurs de meilleure qualité et plus puissants, offrant une efficacité énergétique proche des muscles des animaux, sans dépenser trop d’énergie. De même, nous voudrions améliorer la sélection des matériaux et des techniques de fabrication pour produire des structures légères et robustes, similaires à l’os et autres tissus de l’animal, qui peuvent être reproduits dans les robots. Nous pensons que les technologies de fabrication additive nous aideront énormément dans ces aspects.

3DN : Un dernier mot pour nos lecteurs?

La fabrication de robots est un monde fascinant. Nous avons beaucoup de techniques pour ce faire et l’impression 3D est certainement l’un des moyens les plus intéressants. J’encourage les lecteurs à découvrir le processus de fabrication d’un robot, l’intégration des bons matériaux et les différentes techniques qui existent. De plus, je recommanderai de ne pas faire confiance à 100% à l’impression 3D. Il faut d’abord penser aux fonctionnalités du robot puis combiner des techniques de fabrication dans lesquelles l’impression 3D pourra apporter tout son potentiel à des pièces spécifiques. La combinaison des techniques rendra vos conceptions plus robustes, économiques et fonctionnelles. Retrouvez plus d’informations sur notre site officiel.

Que pensez-vous des projets de Biorobotics? Partagez votre avis dans les commentaires de l’article ou avec les membres du forum 3Dnatives.