Des insectoïdes sèment des records à tout vent

Des chercheurs du MIT ont mis au point des insectes-robots dotés d’une endurance et d’une précision jusque-là inégalées. Inspirés par des pollinisateurs tels que les abeilles, leurs petits engins ailés sont ainsi capables de se maintenir en vol stationnaire durant plus de 1000 secondes – soit 100 fois plus longtemps que leurs prédécesseurs. Ajoutez à cela une grande agilité, et vous avez en germe de quoi révolutionner la pollinisation artificielle.

De faux insectes pour de vraies fleurs

Nous avions déjà évoqué les promesses du premier vol contrôlé de robots-abeilles, mais cette fois-ci les chercheurs envisagent de mettre en essaim leurs bzzzzz-robots. Déployée par exemple à l’intérieur d’une serre dont les rangs de culture sont étagés, une telle flotte permettrait d’augmenter les rendements et de réduire l’impact sur l’environnement. Cette technique avait déjà été envisagée, mais jusqu’à présent les insectes robotisés étaient loin de rivaliser avec leurs homologues biologiques en matière de vitesse, d’endurance et de manœuvrabilité.

Une avancée à ailes de géant, c’est ainsi que l’on pourrait qualifier la conception de ces petits robots volants. Leur poids est plus léger que celui de leurs prédécesseurs (ils pèsent moins qu’un trombone), leur vitesse a été accrue, ils peuvent réaliser des manœuvres acrobatiques telles qu’un « double flip », et leur durée de vie a elle aussi pu être augmentée en minimisant les contraintes mécaniques exercées sur la courbure de leurs ailes.
Selon Kevin Chen, maître de conférences et directeur du laboratoire Soft and Micro Robotics Laboratory, « La durée totale des vols présentés dans notre article excède probablement celle accumulée par l’ensemble des robots-insectes conçus jusqu’à présent à l’intérieur de notre discipline. »

Une conception améliorée

La déclinaison précédente des insectoïdes conçus par l’équipe du MIT reposait sur une configuration rectangulaire à huit ailes, configuration inefficace en raison des interférences entre les flux d’air. En réduisant de moitié le nombre d’ailes et en les réorientant, les chercheurs ont considérablement augmenté la portance aérodynamique et la stabilité des vols.
La mise au point de nouvelles articulations a par ailleurs permis de minimiser les contraintes mécaniques sur les actionneurs, améliorant ainsi l’endurance des robots et réduisant les pertes de puissance. Ces minuscules actionneurs, souples, composés de couches d’élastomères et d’électrodes en nanotubes de carbone, actionnent les ailes en se comprimant et en s’allongeant très rapidement.
La conception d’un nouveau mécanisme de transmission des forces, puis sa fabrication par découpe laser, a aussi permis de réduire les contraintes de torsion durant le vol, et donc d’améliorer encore les performances des ailes.

Applications et évolutions possibles

L’amélioration de l’endurance et de la précision de ces robots pourrait conduire à une pollinisation assistée, l’objectif à long terme étant leur autonomie pour des opérations conduites en extérieur. Pour l’instant les chercheurs tentent d’intégrer à leurs insectoïdes de minuscules batteries et capteurs qui leur permettraient de voler au-delà de l’enceinte du laboratoire.
Leur vitesse moyenne est de 35 cm/s, un record pour des engins de cette taille. Ils sont aussi capables d’accomplir des manœuvres complexes, comme de tracer en l’air « M I T » :

Chen ajoute : « Cette nouvelle plateforme est un résultat majeur obtenu par notre labo, puisqu’elle laisse entrevoir de nombreuses perspectives excitantes. » L’équipe entend augmenter la durée des vols de leurs robots, et améliorer leur architecture afin qu’ils puissent réaliser des tâches complexes, comme se poser sur des fleurs et les polliniser.
Ce programme de recherche a été financé par la U.S. National Science Foundation et une bourse attribuée par MathWorks. Les résultats sont une étape concrète vers la réalisation de solutions robotiques durables pour la pollinisation artificielle.
On peut tout de même se demander si la taille toujours plus petite de ce genre de robots n’ouvre pas la boîte de Pandore d’un monde à la Big Brother.