Avec mes étudiants, nous travaillons sur des mini robots.
On peut considérer qu'il s'agit des versions robotisées
d'une petite bête que vous connaissez bien : la fourmi.
On le sait, les fourmis et les insectes de cette taille,
sont capables d'inimaginables prouesses.
On a tous déjà vu lors d'un pique-nique
une colonie de fourmis, par exemple, embarquer un chips sur leurs dos.
Quels défis se posent dans l'imitation mécanique des fourmis ?
Tout d'abord, comment créer un robot aussi petit qu'une fourmi
qui puisse reproduire ses capacités ?
Premier défi à relever : réussir à faire bouger ces robots
malgré leur petite taille.
Il faut des articulations mécaniques en guise de pattes,
des moteurs fiables pour assurer la locomotion.
On a besoin des capteurs, de courant et un téléguidage
pour que le tout s'assemble en un robot semi-intelligent.
Enfin, pour que l'appareil ait une fonction réelle,
ces robots doivent faire ensemble ce qu'un seul robot ne peut pas faire.
Commençons par la mobilité.
Les insectes se déplacent étonnamment bien.
Dans cette vidéo de l'UC Berkeley,
on voit un cafard se déplaçant sur un terrain accidenté
sans tomber.
Il en capable grâce à ses pattes faites de matériaux rigides et souples.
Or les robots sont eux aussi construits
en matériaux rigides généralement.
Sauter est aussi une manière intéressante de se déplacer quand on est très petit.
Ces insectes accumulent de l'énergie dans un ressort et la libère très vite
afin d'obtenir la puissance nécessaire pour bondir hors de l'eau par exemple.
C'est là que mon laboratoire s'est vraiment rendu utile :
nous avons créé un alliage de matériaux rigides et souples
et à l'intégrer dans de très petits engins.
Cet engin sauteur fait à peu près 4 mm de côté,
il est donc très petit.
Le matériau rigide ici est en silicone, et le souple en caoutchouc de silicone.
L'idée est ensuite, grosso modo, de miniaturiser tout cela,
stocker l'énergie dans les ressorts et la libérer pour sauter.
À ce stade, l'engin ne possède ni moteur, ni alimentation électrique.
Il est manœuvré grâce à la méthode qu'on appelle, dans notre laboratoire,
« le stagiaire aux pincettes. » (rires)
Dans la prochaine vidéo,
vous verrez le petit robot en question réaliser des sauts spectaculaires.
Voici Aaron, notre stagiaire, avec les fameuses pincettes.
Et cet engin, long de quatre millimètres,
effectue des sauts de presque 40 centimètres de haut.
C'est près de 100 fois sa longueur d'origine.
Il survit et rebondit sur la table.
Il est incroyablement robuste : il continue sa vie
jusqu'à ce qu'on le perde de vue en raison de sa petite taille.
À terme, nous voudrions y intégrer des moteurs.
Au labo, des étudiants travaillent sur des moteurs de quelques millimètres
pour les embarquer dans de petits robots autonomes.
Mais, pour pouvoir étudier la mobilité et la locomotion à cette échelle,
nous trichons et utilisons des aimants.
Voilà ce qui pourrait devenir le composant d'une patte du micro-robot.
Ici, les joints en caoutchouc de silicone,
un aimant enchâssé dans le mécanisme, que l'on peut ainsi déplacer
grâce à un champ magnétique externe.
C'est ce qui conduit au robot que je vous ai montré plus tôt.
Ce robot nous permet de comprendre
la manière dont les insectes se déplacent à cette échelle.
Tous les animaux, du cafard à l'éléphant,
se déplacent plus ou moins de façon élastique.
Les hommes eux aussi courent selon ce modèle.
Mais quand on est tout petit, les forces entre les pieds et le sol
impactent beaucoup plus la locomotion que la masse,
ce qui cause ce mouvement élastique.
Donc ce robot n'est pas encore au point,
mais nous en avons des plus grands qui arrivent à courir.
Ils font à peu près 1 cm cube, 1 cm de côté, donc tous petits.
On a pu les faire courir environ
10 longueurs corporelles par seconde, soit 10 cm par seconde.
C'est plutôt rapide pour un si petit robot
et encore, les conditions du test limitent la vitesse.
Mais ça donne une idée de son fonctionnement à ce stade.
Nous pouvons aussi imprimer en 3D
des versions capables de franchir des obstacles,
tout comme le cafards que vous avez vu plus tôt.
À terme, nous souhaitons que tout ça soit embarqué dans le robot.
Nous voulons à la fois la perception, la puissance, le contrôle, l'actionnement
sans nécessairement s'inspirer du bio-mimétisme.
Regardez ce robot-ci : il a plus ou moins la taille d'un Tic Tac.
Ici, pour déplacer l'engin, nous utilisons non pas des aimants ou des muscles,
mais des fusées.
C'est donc un matériau énergétique micro-fabriqué
qui peut servir à créer des micro pixels,
et nous pouvons mettre un de ces pixels sur le ventre de ce robot
et ce robot sautera ensuite au contact d'une lumière grandissante.
La prochaine vidéo est l'une de mes préférées.
Le robot que vous voyez pèse 300 milligrammes
et il peut sauter en l'air jusqu'à 8 centimètres.
Il fait seulement 4x4x7 millimètres.
Et vous verrez un grand flash au début
quand l'énergie est libérée
et le robot plane dans les airs.
Il y avait ce grand flash,
et vous pouvez voir le robot sauter dans les airs.
Il n'y a pas d'attache, pas de fils le reliant
Tout est à l'intérieur et il saute en réponse
à l'élève qui appuie sur la lampe de bureau à côté.
Imaginez toutes les choses cool que l'on pourrait faire
avec des robots de cette taille, capables de courir et ramper.
Imaginez les décombres à la suite d'une catastrophe naturelle,
comme un tremblement de terre. Imaginez ces petits robots
courant à travers ces décombres à la recherche de survivants.
Ou imaginez beaucoup de petits robots courant autour du pont
pour l'inspecter et s'assurer qu'il est sûr,
et éviter le genre d'effondrement
qui a eu lieu aux abords de Minneapolis en 2007.
Ou imaginez ce qu'on pourrait faire
s'il y avait des robots qui peuvent nager dans votre sang,
Vous voyez ? "Le voyage fantastique", Isaac Asimov.
Ou ils pourraient opérer sans être obligés de vous ouvrir.
Où l'on pourrait radicalement changer la manière de construire les choses
s'il y avait des micro-robots travaillant comme des termites.
Elles peuvent construire des buttes incroyables de 8 mètres de haut,
des immeubles d'habitation bien ventilés pour les autres termites
en Afrique et en Australie.
Je pense vous avoir donné quelques possibilités
de ce qui peut être fait grâce à ces petits robots.
Nous avons beaucoup avancé mais il reste encore beaucoup à faire
et nous espérons que certains d'entre vous
pourrons participer à notre voyage. Merci beaucoup.
(Applaudissement)