Les ingénieurs en robotique travaillent depuis des décennies, investissant des millions de dollars dans la recherche, essayant de créer un robot capable de marcher ou de courir aussi bien qu’un animal. Malgré tout, nombre de ces animaux sont encore capables d’effectuer des gestes impossibles à un robot contemporain.
“Un gnou peut migrer sur des milliers de kilomètres de terrain accidenté, une chèvre de montagne peut littéralement escalader une falaise, trouvant des supports qui ne semblent même pas exister, et des cafards peuvent perdre une patte comme si de rien n’était.” , explique le Dr Max Donelan, professeur au département de physiologie biomédicale et de kinésiologie de l’Université Simon Fraser en Colombie-Britannique.
« Nous ne disposons pas de robots capables de déployer autant d’endurance, d’agilité et de robustesse. »
Pour comprendre pourquoi les robots sont si loin derrière les animaux, et déterminer l’ampleur de ce phénomène, une équipe de chercheurs et d’ingénieurs a réalisé une étude détaillée de plusieurs aspects des robots capables de courir, en les comparant avec leurs équivalents dans le monde animal, en travaillant qui a été publié dans Robotique scientifique.
L’étude a révélé que, selon les normes utilisées par les ingénieurs, les composants biologiques sont étonnamment moins efficaces que les pièces manufacturées. Mais là où les animaux excellent, c’est dans l’intégration et le contrôle de ces composants.
Les chercheurs ont étudié cinq « sous-systèmes » différents qui se combinent pour créer un robot capable de fonctionner – énergie, forme, mouvement, détection et contrôle – et les ont comparés à leurs homologues biologiques. Auparavant, l’hypothèse largement acceptée était que les meilleures performances des animaux étaient imputables à la supériorité des composants biologiques.
“Il est effectivement apparu que, à l’exception de cas mineurs, les sous-systèmes artificiels sont plus efficaces que leurs versions biologiques, et sont même parfois capables d’être beaucoup plus efficaces”, explique Tom Libby, l’un des participants à l’étude.
« Mais ce qui est également très clair, c’est que si l’on compare les animaux aux robots d’un point de vue global, en termes de mouvements, les animaux sont incroyables. Et les robots sont encore loin derrière. »
Rattraper le progrès
Cependant, tout n’est pas mauvais pour le domaine de la robotique : les chercheurs ont constaté que si l’on compare la courte période de développement de ce secteur et les innombrables générations d’animaux ayant évolué sur plusieurs millions d’années, les progrès réalisés ont en réalité été très rapides. .
«La technologie progressera plus rapidement, car l’évolution n’est pas dirigée», rappelle le Dr Sam Burden, un autre scientifique qui a collaboré aux travaux.
« Nous pouvons donc corriger la façon dont nous concevons des robots, en plus de pouvoir apprendre quelque chose, avec un robot, puis télécharger cette information sur tous les autres appareils, ce que la biologie ne permet pas. Il existe donc des moyens d’avancer plus rapidement. Mais l’évolution a une énorme longueur d’avance. »
Plus qu’un simple défi d’ingénierie, des robots capables de fonctionner réellement pourraient être utilisés dans de nombreux domaines, affirme-t-on. Qu’il s’agisse de répondre à la problématique du « dernier kilomètre », en ce qui concerne les livraisons dans un monde conçu pour les humains, et donc parfois difficile à naviguer pour les machines ; mener des recherches dans des environnements à risques, ou encore manipuler des matières dangereuses, les applications potentielles sont nombreuses.
Les auteurs de l’étude espèrent que leurs travaux aideront à mieux orienter les développements futurs de la technologie robotique, en se concentrant non pas sur la production de meilleures pièces, mais sur la compréhension de la manière de mieux intégrer et contrôler les systèmes existants.
Pour le Dr Donelan, « à mesure que les ingénieurs adaptent les principes d’intégration du monde biologique, les robots coureurs devront être aussi efficaces, agiles et robustes que leurs équivalents vivants ».
