Un robot de 30 centimètres de haut peut sauter dans les airs plus de cent fois sa propre longueur : 33 mètres – plus qu’un appartement de dix étages. C’est un super sauteur, il devient plus haut que presque tous les sauteurs dans la nature et beaucoup plus haut que les autres sauteurs motorisés, écrire des chercheurs de l’Université de Californie et de Disney Research en Nature†
Les robots sauteurs sont généralement fabriqués après avoir sauté des animaux ou des insectes. Mais la mécanique biologique a des limites que les sauteurs motorisés peuvent contourner, ont déclaré les chercheurs. Ils ont modélisé les limitations, puis ont conçu eux-mêmes un robot pour montrer comment les choses pouvaient être améliorées. « C’est proche du maximum possible », écrivent-ils.
Le robot est principalement en plume. Il se compose de quatre nervures flexibles en fibre de carbone, avec des élastiques au milieu. Une ficelle traverse le centre, qui est attachée en bas et en haut – où le moteur se trouve dans un espace en forme de point – est enroulée, ce qui fait plier les nervures vers l’extérieur. Le robot est large, une fois en l’air il prend une forme de lance.
Moteur rotatif
L’augmentation du stockage d’énergie est au cœur du robot et la grande différence avec les sauteurs biologiques. Le moteur rotatif agit comme un treuil qui enroule la corde. Cela signifie qu’avec relativement peu d’effort, plus d’énergie peut être stockée qu’un sauteur biologique ne pourrait jamais le faire. Les muscles ont une longueur limitée et ne peuvent effectuer qu’un seul mouvement de contraction.
Le matériau aide également, la combinaison de nervures en fibre de carbone et d’élastiques. Ils peuvent tous être mis sous tension et ont une densité d’énergie plus élevée que les matériaux dans la nature. La partie élastique est également plus lourde que le moteur, dans de nombreux sauteurs biologiques, le rapport est inversé.
Photo Elliot W. Hawkes
« Ce qui est surprenant dans ce robot, c’est sa taille relativement grande », écrit Sarah Bergbreiter, ingénieure en mécanique à l’Université Carnegie Mellon. dans un commentaire dans Nature† « Les meilleurs sauteurs en biologie sont généralement limités à quelques grammes ou moins. Les sauteurs de masse plus élevée (comme les humains) utilisent la puissance musculaire directe plutôt que l’actionnement par ressort. Mais ce robot a une masse de 30 grammes, plus de dix fois plus lourde que les plus gros organismes à ressort.
Les chercheurs fantasment sur l’utilité de leur sauteur – pour des observations sur la lune, par exemple, où il atteindrait une hauteur de 125 mètres. Mais pour être utile dans la pratique, vous devez être en mesure de mieux contrôler la hauteur de saut, explique Bergbreiter. « Et bien que ce robot puisse se préparer à nouveau, il ne faut pas moins de deux minutes pour le faire. D’autres robots sauteurs sont immédiatement prêts à l’emploi.