Le monde se rapproche des robots humanoïdes volants. Pourquoi est-ce important ?

Il y a quelques années, on a appris l'existence du robot bipède Jet-HR1, en cours de développement à l'Université de technologie de Guangdong. Équipé de petits ventilateurs fixés sur ses jambes, le robot pouvait franchir de très grands écarts en utilisant la poussée générée par les ventilateurs pour déplacer son centre de gravité. 

Le Jet-HR1 pesait 6,5 kg et mesurait 65 cm de haut. À l'extrémité de chaque jambe se trouvait un moteur à réaction à ventilateur, qui ne pèse que 232 g mais peut produire une poussée de 2 kg, soit près d'un tiers du poids du robot. Dans l'une des expériences, le robot devait franchir un gouffre large de 37 cm. Pour cela, la longueur du pas devait atteindre 80 % de la longueur de la jambe. 

Le robot a fait tourner le ventilateur en tendant la jambe vers l'extérieur. Le ventilateur soutenait la jambe et empêchait le robot de basculer vers l'avant. Dès que la jambe à réaction du Jet-HR1 se trouvait de l'autre côté du gouffre, il répétait la même opération avec la jambe arrière pour terminer le mouvement. L'ensemble du processus a duré moins d'une minute. 

Les chercheurs ont alors suggéré que cette méthode générale pourrait être adaptée à de nombreuses situations plus complexes, en aidant les robots à maintenir leur équilibre face à de grands obstacles à enjamber, ou simplement à ne pas tomber sur un terrain accidenté. Comme les moteurs à réaction permettent au robot de régler dynamiquement son centre de gravité sans avoir besoin de contacts précis avec le sol, on peut imaginer toutes sortes de choses folles qu'il pourra accomplir. 

C'est déjà impressionnant, mais passons à l'étape logique suivante et voyons ce qui se passe lorsque ces ventilateurs tournent aussi vite que possible. Bien sûr, il ne s'agit que d'un premier petit saut dans les airs, mais à la fin de la vidéo, on voit que la stabilisation fonctionne très bien. Bien que ce processus ne soit pas entièrement contrôlable, les progrès sont déjà sensibles. 

Le robot humanoïde Jet-HR2 a été développé en 2019 pour démontrer le potentiel des propulseurs à réaction pour améliorer les capacités de déplacement d'un robot humanoïde. Lorsque nous utilisons un robot humanoïde dans certaines situations d'urgence, nous ne voulons pas qu'il monte les escaliers marche par marche pour atteindre le lieu où la tâche doit être accomplie. 

Le robot peut utiliser la poussée à réaction pour atteindre sa destination plus rapidement, en volant ou en sautant sur de longues distances afin d'accomplir sa mission. 

Le Jet-HR2 dispose de 10 degrés de liberté pour se déplacer au sol, ainsi que de quatre ventilateurs canalisés (deux installés statiquement sur la ceinture du robot et deux autres à l'intérieur des pieds), qui peuvent être actionnés par les mouvements de la cheville. Chaque ventilateur peut produire une poussée de 5 kg, soit 20 kg au total. C'est largement suffisant pour soulever un robot de 17 kg. 

Le rapport poussée/poids est ici faible, et c'est là que réside la difficulté de contrôle : sans une grande marge de puissance supplémentaire, il faut être très prudent dans la répartition de la poussée. Néanmoins, le système présenté parvient efficacement à supprimer le basculement et la rotation, ce qui donne un robot humanoïde volant stable (bien que non entièrement contrôlable). 

Il n'existe pas beaucoup de bonnes raisons de créer un robot humanoïde. Alors, à quoi sert vraiment un robot humanoïde volant ? Les scientifiques ont exposé leur point de vue dans un article. 

« Des robots humanoïdes conçus pour intervenir en cas de catastrophe naturelle ont été récemment inventés, avec des théories de contrôle uniques et d'autres mécanismes pour surmonter les irrégularités du terrain. Les robots humanoïdes traditionnels franchissaient ces obstacles en marchant et en grimpant, mais ces stratégies manquent d'efficacité, en particulier dans les environnements dangereux, tels que les obstacles infranchissables et les failles géologiques. 

On s'attend à ce que, pour accomplir des tâches urgentes dans des scénarios réels complexes, les robots humanoïdes disposent de capacités aériennes dynamiques : sauts en hauteur ou en longueur, vols sur de courtes distances et vol stationnaire sur plusieurs fois leur propre longueur », ont déclaré les chercheurs. 

Ils ont indiqué que les performances des robots humanoïdes sont encore loin du niveau humain, surtout à mesure que la masse augmente. D'autre part, même au niveau humain, les robots peuvent sembler impuissants sur un terrain meuble, instable ou rocheux.

Cela semble être une limite des actionneurs modernes pour générer de la force. Dans leur étude, les chercheurs ont développé un nouveau robot humanoïde capable de voler grâce à un propulseur à ventilateur caréné, afin d'évaluer son potentiel pour la recherche et le sauvetage dans des conditions difficiles. 

Beaucoup l'avaient peut-être prévu : les robots d'assistance en cas de catastrophe et de recherche et sauvetage servent généralement de justification universelle à des concepts de mobilité étranges, sans applications évidentes. En revanche, c'est en réalité l'une des raisons pour lesquelles créer un humanoïde peut être une bonne idée.

Disposer de robots capables d'aller là où vont les humains peut être utile. Les robots humanoïdes pratiques sont très complexes, mais s'ils pouvaient voler, ils deviendraient incroyablement utiles.