Tel un poisson volant, ce robot peut se propulser hors de l’eau et planer dans les airs
Les lois de la physique peuvent être brutales, et elles le sont peut-être plus que jamais dans le domaine de la robotique.
Les chercheurs et les concepteurs sur le terrain sont constamment confrontés au défi de la taille et de l’échelle : la construction de petits robots rend difficile l’inclusion de tous les capteurs, actionneurs et unités de propulsion nécessaires. La fabrication de gros robots entraîne des augmentations inopportunes dans la puissance et la consommation nécessaires pour faire mouvoir le tout.
Des chercheurs dirigés par Raphael Zufferey de l’Aerial Robotics Lab de l’Imperial College London, au Royaume-Uni, ont cependant trouvé une solution potentiellement élégante à un problème particulièrement délicat : construire un planeur robotique qui peut décoller de l’eau.
Dans une étude publiée cette semaine, les chercheurs décrivent un prototype de véhicule capable d’assurer une mobilité aérienne et aquatique pratique.
Les robots capables de se déplacer dans l’eau et de décoller dans les airs ont des attraits évidents. Ils pourraient effectuer des tâches de détection et de surveillance dans des « milieux aquatiques encombrés », écrivent les chercheurs, puis simplement sortir de l’eau et retourner à la base par les airs, un milieu qui induit beaucoup moins de friction et de traînée et qui pourrait bien être moins encombré.
De nombreuses tentatives antérieures de conception de robots capables de faire la transition entre l’eau et l’air ont été entravées par le fait qu’il s’agit d’un processus très énergivore, ce qui signifie que la charge de carburant nécessaire aux petites machines pour atteindre une poussée suffisante était assez lourde pour aller à l’encontre du but recherché.
Pour surmonter ce problème, Zufferey et ses collègues se sont tournés vers la poudre de carbure de calcium, un composé chimique couramment utilisé dans l’industrie. Mélangé avec de l’eau, il produit de l’acétylène gazeux, largement utilisé dans la soudure.
La réaction produit également de l’énergie. Les chercheurs ont découvert qu’en chargeant seulement 0,2 gramme dans leur planeur robot de 160 grammes et en l’exposant à l’eau, cela l’a propulsé dans les airs et l’a fait parcourir 26 mètres.
Le robot planeur est un prototype, mais il a le potentiel pour de multiples utilisations. Les chercheurs écrivent que de futurs développement, « offrent une solution prometteuse pour la propulsion aérienne et aquatique à haute densité de puissance dans le domaine de la robotique ».
Cette recherche n’est pas la première à explorer les utilisations potentielles du carbure de calcium pour alimenter de petits robots. En 2017, une équipe de roboticiens dirigée par Robert Siddall, également de l’Imperial College, a signalé l’utilisation d’une version solide pour produire des « explosions d’acétylène dans un propulseur à jet d’eau de 34 g ».
L’étude publiée dans Science Robotics : Consecutive aquatic jump-gliding with water-reactive fuel et présentée sur le site de l’Imperial College London : ‘Flying fish’ robot can propel itself out of water and glide through the air.