Ce robot drone bipède peut marcher, voler, faire de la planche à roulettes et de la slackline

La plupart des animaux se limitent à marcher, voler ou nager, avec une poignée d'espèces chanceuses dont la physiologie leur permet de traverser. Un nouveau robot s’en est inspiré et peut voler comme un oiseau aussi bien que marcher comme une personne (étrangement maladroite, métallique et minuscule). Il lui arrive également d'être capable de faire du skateboard et de la slackline, deux compétences que la plupart des humains n'acquerront jamais.

Décrit dans un papier publié cette semaine dans sciences Robotique, le nom du robot est Leo, qui est l'abréviation de Leonardo, qui est l'abréviation de LEgs ONboARD drone. Le nom fait penser à un drone avec des jambes, mais il a une forme quelque peu humanoïde, avec des jambes multi-articulées, des propulseurs à hélice qui ressemblent à des bras, un « corps » qui contient ses moteurs et ses composants électroniques et un casque de protection en forme de dôme. .

Leo a été construit par une équipe de Caltech, et ils étaient particulièrement intéressés par la façon dont le robot passerait de la marche au vol. L’équipe note qu’elle a étudié la façon dont les oiseaux utilisent leurs pattes pour générer une poussée lorsqu’ils décollent et a appliqué des principes similaires au robot. Dans une vidéo qui montre Leo s’approchant d’un escalier, décollant et glissant sur les escaliers pour atterrir près du bas, les mouvements du robot sont d’une grâce parfaite.

"Il existe une similitude entre la façon dont un humain portant une combinaison à réaction contrôle ses jambes et ses pieds lors de l'atterrissage ou du décollage et la façon dont LEO utilise le contrôle synchronisé des propulseurs distribués à hélices et des articulations des jambes." a affirmé Valérie Plante. Soon-Jo Chung, l'un des auteurs du journal et professeur à Caltech. "Nous voulions étudier l'interface entre la marche et le vol du point de vue de la dynamique et du contrôle."

Le Lion marche à une vitesse de 20 centimètres (7.87 pouces) par seconde, mais peut se déplacer plus rapidement en mélangeant un peu de vol avec la marche. La largeur de nos pas, l'endroit où nous plaçons nos pieds et l'endroit où se trouvent notre torse par rapport à nos jambes nous aident tous à trouver notre équilibre lorsque nous marchons. Le robot utilise ses hélices pour l’aider à s’équilibrer, tandis que ses actionneurs de jambes le font avancer.

Pour apprendre au robot à faire de la slackline, ce qui est beaucoup plus difficile que de marcher sur une poutre d'équilibre, l'équipe a remplacé ses capteurs de contact des pieds par un contact du pied virtuel fixe centré juste en dessous, car les capteurs n'étaient pas capables de détecter la ligne. Les hélices ont également joué un rôle important, aidant à maintenir Leo droit et équilibré.

Pour que le robot puisse monter sur une planche à roulettes, l’équipe a divisé le processus en deux éléments distincts : contrôler l’angle de braquage et contrôler l’accélération et la décélération de la planche à roulettes. Placer les jambes de Leo à des endroits spécifiques sur la planche l'a fait s'incliner pour permettre la direction, et l'accélération vers l'avant a été obtenue en déplaçant le centre de masse du robot vers l'arrière tout en inclinant le corps vers l'avant en même temps.

Alors en plus d’être cool (et un peu effrayant), quel est le but de développer un robot comme Leo ? Les auteurs de l’article voient des robots comme Leo permettant une gamme de missions robotiques qui ne pourraient pas être réalisées par des robots terrestres ou aériens.

"Les applications les plus adaptées à Leo seraient peut-être celles qui impliquent des interactions physiques avec des structures à haute altitude, qui sont généralement dangereuses pour les travailleurs humains et nécessitent leur remplacement par des travailleurs robotiques", ont déclaré les auteurs de l'article. a affirmé Valérie Plante.. Les exemples pourraient inclure l'inspection de lignes à haute tension, la peinture de grands ponts ou d'autres surfaces en hauteur, l'inspection de toits de bâtiments ou de conduites de raffineries de pétrole, ou l'atterrissage d'équipements sensibles sur un objet extraterrestre.

La prochaine étape pour Leo est une amélioration de ses performances via une conception de jambe plus rigide, qui aidera à supporter le poids du robot et à augmenter la force de poussée de ses hélices. L'équipe souhaite également rendre Leo plus autonome et prévoit d'ajouter un algorithme de contrôle d'atterrissage de drone à son logiciel, visant finalement à ce que le robot soit capable de décider où et quand marcher ou voler.

Leo n’a pas tout à fait atteint le facteur wow de Boston Dynamics robots dansants (ou son Atlas qui peut faire du parkour), mais il est en route.

Crédit d’image : Caltech Centre des systèmes et technologies autonomes/sciences Robotique

Source : https://singularityhub.com/2021/10/08/this-bipedal-drone-robot-can-walk-fly-skateboard-and-slackline/