[L’industrie c’est fou] Pour se glisser sous le sable, voici un robot-serpent fouisseur

Pour explorer les environnements souterrains, difficiles d’accès à cause de la résistance des sols, l’université de Californie à Santa Barbara et le Georgia Instute of Technology ont mis au point un robot-serpent capable de creuser dans le sable.

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[L’industrie c’est fou] Pour se glisser sous le sable, voici un robot-serpent fouisseur
La plupart des technologies creusant un sol reposent sur des matériaux rigides, ce qui n'est pas le cas ici.

La robotique s’inspire depuis longtemps du monde du vivant pour mettre au point de nouvelles technologies. Les équipes de recherche de l’Université de Californie à Santa Barbara et du Georgia Instute of Technology ont choisi de combiner la croissance des racines de plantes avec une technique de défense des pieuvres des sables. Le résultat, présenté dans un article de Science Robotics publié le 16 juin, ressemble à un robot-serpent au corps mou, qui peut se déplacer à une vitesse de 2 cm/s.

Le défi du déplacement souterrain

Le principal défi de creuser dans du sable, ou dans n’importe quel matériau, est de faire face à la résistance du sol. Pour se déplacer dedans, il faut le repousser, une difficulté qui augmente avec la profondeur.

De plus, en milieu souterrain, une force de portance aérodynamique différente s’exerce, ce qui détourne le robot de sa trajectoire. En termes de puissance, cette force de portance est analogue à celle des fluides, mais en raison du gradient de résistance du milieu, il est plus facile de pousser le sable vers le haut que de le compacter. Résultat : un objet symétrique se déplaçant horizontalement remontera vers la surface.

Plante + pieuvre = serpent

Pour contourner ces problèmes, les chercheurs se sont inspirés de deux exemples du vivant : les racines des plantes et les pieuvres des sables. Pour grandir, les racines des plantes n’étendent que leurs pointes, réduisant ainsi la résistante du sol sur le reste de la racine, qui est immobile. Les chercheurs ont donc copié le mécanisme, et conçu un robot-serpent qui n’avance qu’à partir de son extrémité, qui, elle, peut s’étendre.

Un certain niveau de force est toujours nécessaire pour faire avancer la pointe du robot dans le sable, et repousser la force de portance, et c’est là que les pieuvres des sables entrent en jeu. Lorsqu’elles se sentent en danger, les pieuvres de cette espèce peuvent en effet projeter un jet d'eau dans le sable pour y creuser un trou et s’y enfouir. S’en inspirant, le robot-serpent projette un souffle d’air devant lui, légèrement orienté vers le bas pour compenser la force de portance, ce qui fluidifie le sol et lui permet d’avancer à vitesse de 2 cm/s, bien que l’équipe précise que ces résultats ne sont pour l’instant valables que dans du sable sec et meuble.

À titre de comparaison, les précédents robots fouisseurs creusaient à une vitesse de 0,11 cm/s dans des billes en verre, et les taupes peuvent avancer jusqu’à 1 cm/s.

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