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Jul 22, 2023

Des robots vers de terre pourraient aider les astronomes à explorer d'autres mondes

Lors de la conception de robots destinés à l’exploration spatiale, les ingénieurs et les développeurs se tournent souvent vers la nature pour s’inspirer. Des serpents aux chenilles en passant par les poissons, de nombreux types de mouvements naturels ont été créés.

Lors de la conception de robots destinés à l’exploration spatiale, les ingénieurs et les développeurs se tournent souvent vers la nature pour s’inspirer. Des serpents aux chenilles en passant par les poissons, de nombreux types de mouvements naturels ont été imités par les corps des robots spatiaux. Le dernier de ces corps robotiques dits biomimétiques vient de l’Istituto Italiano di Tecnologia (IIT) de Gênes, en Italie – et il a été inspiré par les vers de terre, parmi tous les animaux. Parce que les vers de terre ont évolué pour survivre dans une variété de types de sols différents, se tortillant fréquemment dans des espaces confinés, leur corps pourrait être parfait pour explorer des planètes étrangères.

"Ce robot peut être un tremplin pour expliquer pourquoi l'approche bio-inspirée est pertinente dans le développement de meilleurs robots pour répondre à cet objectif et, à coup sûr, inspirer le développement d'autres robots", Riddhi Das, chercheur postdoctoral à l'IIT et premier auteur de l'étude. l'article sur les vers de terre dans Nature Scientific Reports, raconte Astronomy. "Notre approche bio-inspirée montre qu'une compréhension minutieuse de la biomécanique interne aide à comprendre l'organisme réel et à développer un robot dont le fonctionnement est similaire."

Le robot ver de terre s'inscrit dans le domaine de la « robotique douce », où les ingénieurs et les développeurs conçoivent des robots dotés de corps souples et flexibles, généralement constitués de silicone ou de caoutchouc.

"La robotique douce convient parfaitement à plusieurs tâches terrestres, en particulier pour la manipulation d'objets délicats ou flexibles", explique Meera Day Towler, ingénieure de recherche principale au Southwest Research Institute qui étudie la robotique douce. « Cela inclut des tâches telles que l’agriculture et la manipulation des aliments. Ces mêmes types de tâches sont utiles dans l’espace pour aider à soutenir les opérations à bord d’une station spatiale.

Les robots souples sont précieux car ils peuvent étirer ou tordre leurs cadres flexibles pour s'adapter ou naviguer dans des espaces plus petits. Dans le cas des robots vers de terre de Das, ils pourraient même s'enfouir dans le sol pour éviter les conditions de surface difficiles que l'on retrouve sur les mondes voisins. Cependant, si ces robots offrent des avantages uniques, ils ont aussi leurs limites. Towler a ajouté que ces machines « ne sont pas intrinsèquement bien adaptées au vide de l’espace ». Ce défi oblige des scientifiques comme Das à travailler sur des conceptions de corps qui rendent les robots souples plus résistants au vide et donc plus polyvalents pour le déploiement.

Contrairement à la robotique douce, la « robotique dure » se concentre sur des conceptions de corps robotiques plus structurés faites de matériaux rigides comme le plastique ou les métaux, comme les rovers planétaires. Des bras robotiques aux roues, ces « robots durs » peuvent être conçus pour transporter de lourdes charges de matériaux planétaires, tels que des échantillons de roche, ou être prêts à se déplacer sur un terrain rocheux ou inégal.

Selon Martin Azkarate, ingénieur en système de navigation robotique pour l'Agence spatiale européenne (ESA) : « Le sous-système de locomotion d'un rover d'exploration dépendra toujours du terrain d'exploration cible. Par exemple, nous n’avons vu que des rovers à roues sur Mars car il s’agit du mode de locomotion le plus efficace pour parcourir les vastes terrains de Mars. Mais, par exemple, lors de l’exploration d’un cratère lunaire ou de lucarnes lunaires, d’autres types de locomotion pourraient être envisagés (marcher, sauter ou robots serpentins).

En d’autres termes, même si les robots durs possèdent clairement des atouts spécifiques, comme leur capacité à résister à des environnements extrêmes et à transporter de lourdes charges, ils n’ont pas la flexibilité des robots souples.

Alors que des organisations spatiales comme la NASA, l'ESA et même des sociétés spatiales privées comme SpaceX utilisent des robots souples et durs, Das et son équipe de l'IIT pensaient que la clé pour rendre leur robot ver de terre adapté à l'exploration spatiale résidait dans son mouvement.

"J'ai essayé de comprendre l'importance de certaines caractéristiques anatomiques du ver de terre, leur rôle dans la génération de la locomotion souterraine, et j'ai conçu un robot mou péristaltique en m'en inspirant", explique Das. "L'idée est née du manque de véritables robots fouisseurs disponibles à ce jour."

Le péristaltisme est un type de mouvement de compression que les muscles effectuent pour se propulser vers l'avant. Ce mouvement se produit dans l’œsophage lorsque nous mangeons, lorsque la nourriture se déplace vers notre estomac depuis notre bouche via le péristaltisme.