Le robot "Poisson volant" peut plonger et voler

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Image: Aerial Robotics Lab/Imperial College London

Image: Aerial Robotics Lab/Imperial College London

Un robot bio-inspiré utilise l’eau de l’environnement pour créer un gaz propulseur et se lancer à partir de la surface de l’eau. Le robot avait été développé par des chercheurs de l’Imperial College de Londres. Il peut parcourir 26 mètres dans l’air après le décollage et pourrait être utilisé pour prélever des échantillons d’eau dans des environnements dangereux et encombrés, par exemple lors d’inondations ou lors de la surveillance de la pollution des océans, rapporte l’équipe dirigée par Mirko Kovac, qui dirige également le "Materials and Technology Center of Robotics" de l’Empa, dans le dernier numéro du "Science Robotics".

Les robots qui peuvent passer de l’eau à l’air sont souhaitables dans certaines situations, mais le lancement nécessite beaucoup de puissance, ce qui a été difficile à réaliser avec de petits robots. Aujourd’hui, les chercheurs de l’Imperial College de Londres ont inventé un système qui ne nécessite que 0,2 gramme de poudre de carbure de calcium dans une chambre de combustion. La seule pièce mobile est une petite pompe qui amène l’eau de l’environnement dans lequel le robot est assis, comme un lac ou un océan.

L’eau est ensuite combinée avec la poudre de carbure de calcium dans une chambre de réaction, produisant un gaz brûlant, l’acétylène. Lorsque le gaz s’enflamme et s’expand, il pousse l’eau comme un jet qui propulse le robot hors de l’eau et le fait voler jusqu’à 26 mètres.

"Le passage de l’eau à l’air est un processus énergivore, difficile à réaliser sur un petit engin volant qui doit être léger pour voler", explique Mirko Kovac, directeur du "Laboratoire de robotique aérienne" à l’Imperial College et également à la tête du "Materials and Technology Center of Robotics" de l’Empa. "Nous avons utilisé des produits chimiques réactifs à l’eau pour réduire les matériaux que le robot doit transporter. Puisque la chambre se remplit passivement et que l’eau de l’environnement agit comme un piston, nous pouvons créer un cycle de combustion complet avec une seule pièce mobile, qui est la pompe qui mélange l’eau avec le carburant."

L’équipe a testé le robot en laboratoire, dans un lac et dans un bassin à vagues, montrant qu’il peut s’échapper de la surface de l’eau même dans des conditions assez difficiles. Alors que des robots similaires ont souvent besoin de conditions calmes pour sauter hors de l’eau, l’invention de l’équipe génère une force correspondant à 25 fois le poids du robot, ce qui lui donne une plus grande chance de surmonter les vagues.

Le robot, qui ne pèse que 160 grammes, peut "sauter" plusieurs fois après avoir rempli son réservoir d’eau. Cela pourrait lui permettre de flotter sur l’eau et de prélever des échantillons en plusieurs points sans puissance supplémentaire, ce qui lui permettrait d’économiser de l’énergie et de se déplacer sur de plus longues distances qu’un robot à propulsion électrique.

L’équipe de l’Imperial College travaille actuellement avec des chercheurs de l’Empa à la construction de nouveaux véhicules utilisant des matériaux de pointe et à des essais sur le terrain du robot dans différents environnements, dont la surveillance des océans autour des récifs coralliens et des plateformes énergétiques offshore.

Raphael Zufferey, le premier auteur de la publicationa dit : "Ces types de robots de faible puissance, sans câble de retenue, pourraient être très utiles dans des environnements dont la surveillance exige normalement beaucoup de temps et de ressources, y compris après des catastrophes telles que des inondations ou des accidents nucléaires.