La plupart des robots s'inspirent des humains, des chiens ou des insectes. Mais une équipe de l'Université Duke vient de montrer que la forme la plus performante pourrait ressembler à rien de connu.
Leur machine, baptisée Argus, possède 20 pattes télescopiques disposées autour d'un corps central. Cette architecture atypique lui permet de se déplacer dans toutes les directions sans pivoter, de grimper aux parois et de supporter des charges lourdes. Une approche qui remet en question des décennies de robotique biomimétique.
Le robot Argus en action, montrant sa structure en forme de dodécaèdre avec 20 pattes. Crédit: Duke University
Argus n'a ni avant ni arrière. Ses 20 pattes, chacune équipée d'une caméra de profondeur à son extrémité, rayonnent depuis un corps central. Les chercheurs ont nommé leur création d'après le géant Argus de la mythologie grecque, aux cent yeux. Ce robot peut rouler sur l'herbe, le sable, les rochers, et même escalader des parois verticales. Il conserve son équilibre même après avoir été poussé violemment ou après avoir perdu trois de ses pattes.
L'innovation clé repose sur un concept mathématique appelé isotropie dynamique. Ce score, allant de 0 à 1, mesure la capacité d'un robot à accélérer de manière uniforme dans toutes les directions. La plupart des robots actuels, y compris les humanoïdes et les drones, obtiennent un score inférieur à 0,6. Argus atteint 0,91, soit presque le maximum théorique. Cela signifie qu'il peut réagir aussi bien vers l'avant que vers l'arrière, ou sur les côtés.
Les chercheurs ont atteint cette performance en organisant les pattes autour d'une forme géométrique particulière, le dodécaèdre régulier. Cette structure à douze faces pentagonales offre pour le robot un champ de vision presque uniforme. Le robot n'a pas besoin de s'orienter pour se déplacer ou interagir avec son environnement.
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Les tests ont été menés sur le campus de l'Université Duke, sur des surfaces variées comme le béton, l'herbe, la boue et le sable. Argus a franchi des obstacles et poussé un cube d'un mètre de côté. Même avec trois pattes endommagées, il a continué à se déplacer. Les chercheurs ont également démontré sa capacité à grimper entre deux parois verticales.
Cette recherche ne propose pas seulement un robot innovant, mais une nouvelle méthode de conception. Au lieu de copier la nature, les ingénieurs peuvent désormais partir de principes mathématiques profonds pour créer des machines aux capacités inédites. Chen, co-auteur de l'étude, explique que les robots n'ont pas besoin d'imiter les humains ou les chiens pour gagner en agilité. Il suffit de rechercher la symétrie dynamique parfaite pour transformer la robotique.
Les implications dépassent la simple démonstration. Ce cadre mathématique pourrait servir à comparer différents corps de robots et à en concevoir de nouveaux à partir de zéro. Xia, postdoctorant dans le laboratoire, précise que cette approche produit un robot capable d'évoluer sur des terrains accidentés, dans des environnements encombrés, voire en faible gravité. Cela change ce qui est possible en robotique.