Un robot agile ressemblant à un rat pourrait un jour effectuer des inspections

Les robots à pattes sont très prometteurs pour une utilisation dans des applications du monde réel, mais leur fonctionnement dans des espaces étroits reste difficile. Une solution pour améliorer leur adaptabilité environnementale consiste à concevoir un robot biomimétique de petite taille capable d'effectuer plusieurs mouvements et de transporter des charges utiles. Dans ce cas, les rats qui vivent dans des grottes ont attiré beaucoup d'attention en raison de leur agilité et de leur adaptabilité inégalées. De nombreux efforts ont été déployés pour imiter la morphologie ou les caractéristiques de mouvement des rats.

Récemment, une équipe dirigée par le professeur Qing Shi de l'Institut de technologie de Pékin, en Chine, a développé un nouveau nom de rat robotique SQuRo (rat robotique quadrupède de petite taille).

L'équipe du professeur Shi a développé des robots capables de reproduire leur mouvement ou leur comportement. Grâce à une conception bio-inspirée, ils ont développé un rat robotique à roues capable de multiples comportements de type rat. Récemment, ils ont remplacé les roues par des jambes pour améliorer encore l'agilité du mouvement. Dans cette étude, publiée dans la revue IEEE Transactions on Robotics, les résultats expérimentaux ont révélé que le robot à pattes SQuRo est capable d'imiter le mouvement de rats réels dans des espaces étroits.

Les rats peuvent s'adapter aux espaces étroits grâce à leur corps mince allongé et leur agilité inégalée. Pour copier l'agilité du mouvement, l'équipe a pleinement utilisé la morphologie et les caractéristiques de mouvement des rats se déplaçant dans les grottes. L'équipe a d'abord extrait les articulations de mouvement clés (KMJ) des rats et a complété la configuration DOF (degré de liberté). Plus précisément, ils ont conçu 2 DOF dans chaque membre pour reproduire le mouvement des membres, 2 DOF dans la taille et 2 DOF dans la tête pour reproduire le mouvement flexible de la colonne vertébrale. Bénéficiant d'une colonne vertébrale longue et flexible, SQuRo peut plier son corps et se retourner rapidement.

En plus de copier la morphologie des rats, un rat robotique présente également les caractéristiques de locomotion des rats. À cette fin, l'équipe a proposé un contrôleur hiérarchique en boucle ouverte pour obtenir un mouvement multimodal similaire à celui des rats. Le cadre de contrôle se compose principalement de trois couches :1) un planificateur multi-mouvement avec quatre modes de mouvement de base et établi une relation directe entre la variable de contrôle et les forces de réaction au sol (GRF) ; 2) optimisation des paramètres en tenant compte des limites de stabilité et d'actionnement ; 3) génération de trajectoire de chaque articulation. Le cadre de contrôle permet des mouvements agiles et des transitions rapides.

En raison de la structure flexible biomimétique et du contrôle de mouvement multimodal, SQuRo peut effectuer divers mouvements, tels que s'accroupir, marcher, ramper et tourner, et peut récupérer après une chute en contrôlant ses membres et ses parties cervicales pour ajuster correctement son centre de masse (CoM). De plus, grâce à des tests sur le terrain, SQuRo a traversé avec succès un passage étroit irrégulier (largeur intérieure de 90 mm), franchi un obstacle d'une hauteur de 30 mm et obtenu une locomotion stable sur une pente avec une inclinaison de 15°, ce qui démontre son potentiel application aux tâches d'inspection à l'intérieur d'espaces étroits.

Comparé aux robots quadrupèdes de pointe d'une échelle similaire, le SQuRo nouvellement développé a un corps relativement plus allongé et plus mince et un poids plus petit. Le rayon de braquage minimum de 0,48 de longueur de corps est beaucoup plus petit que celui des autres robots. De plus, SQuRo peut atteindre une locomotion stable même après avoir transporté une charge égale à 91 % de son propre poids, ce qui démontre sa capacité de charge utile supérieure par rapport aux robots quadrupèdes de petite taille. Ces capacités permettent à SQuRo de traverser avec agilité des espaces étroits et des terrains accidentés et d'effectuer des tâches, telles que la détection ou le transport dans des scénarios pertinents.

Pour plus d'informations, contactez Ruoxi Tian, ​​IEEE Transactions on Robotics, à Cette adresse e-mail est protégée contre les robots spammeurs. Vous devez activer le JavaScript pour la voir..