Un robot sous-marin qui nage en 3D avec seulement deux moteurs

Une nage en trois dimensions avec très peu de pièces mobiles

Imaginez un robot capable de monter, descendre, avancer, reculer ou même pivoter sur lui-même dans l’eau, sans avoir besoin de six moteurs ou plus comme le font habituellement les engins sous-marins. C’est ce qu’ont réussi des chercheurs de l’université d’État de Caroline du Nord avec un prototype inspiré des étoiles de mer plumeuses, ces petits animaux marins qui se déplacent en agitant leurs bras souples.

Leur robot, léger et flexible, utilise uniquement deux actionneurs pneumatiques logés dans un disque central. Autour de ce disque, quatre ailes élastiques et monostables (qui reviennent toujours à leur position initiale après avoir été pliées) s’animent en fonction des commandes. En activant les deux actionneurs en même temps, les ailes s’abaissent rapidement, ce qui propulse le robot vers le haut. En les désactivant, les ailes remontent et le robot redescend. En les activant plus lentement, il peut même rester en suspension dans l’eau, comme une méduse.

Trois modes de nage pour une grande liberté de mouvement

Ce système minimaliste permet au robot de basculer entre trois modes de déplacement distincts, simplement en ajustant la fréquence et la phase des deux actionneurs :

Ces transitions se font sans ajouter de moteurs ni de complexité logicielle, une prouesse rendue possible par ce que les chercheurs appellent l’intelligence mécanique : la capacité de la structure elle-même à transformer des commandes simples en mouvements sophistiqués.

Pourquoi c’est une avancée ?

La plupart des robots sous-marins nécessitent une multitude d’actionneurs pour contrôler précisément leur position dans l’espace. Ici, la légèreté et la simplicité du design réduisent les coûts, la consommation d’énergie et les risques de panne. Les chercheurs ont d’ailleurs démontré son utilité en testant des tâches comme l’inspection d’un environnement ou la manipulation d’objets sous l’eau, seul ou en groupe.

Le prototype pèse seulement 14,5 grammes pour 55 millimètres de long et atteint une vitesse maximale de 1,64 fois sa longueur par seconde. Même si ces performances restent modestes, elles ouvrent la voie à des robots sous-marins plus accessibles, capables d’explorer des zones difficiles d’accès sans alourdir leur conception.

Source : [science.org/doi/10.1126/sciadv.aeg9211](https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.aeg9211), [eurekalert.org/news-releases/1146430](https://www.eurekalert.org/news-releases/1146430)