L'intelligence artificielle et les architectures robotiques sont souvent inspirées de modèles se produisant dans la nature, aussi bien chez l'homme que chez l'animal. Les schémas de mouvement observés chez les animaux ont été reproduits chez les robots via un certain nombre de mécanismes de changement de forme tels que le gonflement chimique, étirement de la peau ou morphing en origami.

Des chercheurs du Centre de recherche en robotique douce de l'Université nationale de Séoul en Corée du Sud et de la Fondation Rebikoff-Niggeler (FRN) au Portugal ont récemment développé une architecture robotique structurellement inspirée de l'anguille pélican, une espèce de poisson qui vit dans les profondeurs de la mer. Leur architecture, présenté dans un article publié dans Robotique scientifique , est parmi les derniers d'une série de conceptions inspirées par des animaux ou des phénomènes naturels.

"Au cours des dernières années, nous avons travaillé sur plusieurs robots bio-inspirés, y compris le robot de saut d'eau inspiré de l'aquariophile publié dans Science , ainsi que des robots transformables et des robots mous inspirés de l'origami, " Pr Kyujin Cho, auteur correspondant et chercheur principal pour l'étude, a déclaré TechXplore. "Nos recherches sur l'origami extensible peuvent être considérées comme une intégration de nos travaux antérieurs."

En étudiant comment le poisson anguille pélican gonfle sa bouche, Cho et ses collègues ont émis l'hypothèse que ce comportement pourrait être reproduit chez des robots en utilisant une combinaison de techniques de dépliage d'origami et d'étirement de la peau douce. Cela les a inspirés à concevoir des architectures à base d'origami faites de matériaux extensibles et doux, qui permettent des changements substantiels dans la forme d'un robot.

Jusque là, la plupart des équipes de recherche ont développé des robots utilisant soit des matériaux souples, soit des conceptions basées sur l'origami. La principale différence entre les robots mous et les architectures basées sur l'origami est que, tandis que les premiers changent de forme en étirant leur peau, ces derniers le font en dépliant leurs plis, tout comme dans l'art japonais de l'origami.

En essayant de manger une proie, l'anguille pélican effectue un mouvement unique, ce qui implique à la fois de déplier ses plis et de gonfler sa bouche. Dans leur étude, Cho et ses collègues ont entrepris de reproduire ce comportement dans une architecture robotique en combinant des techniques inspirées de l'origami avec l'utilisation de matériaux souples.

"Notre origami extensible est entièrement composé de matières extensibles, il incarne donc à la fois des modes de morphing qui se déplient et s'étirent, " Woongbae Kim, le premier auteur de l'étude et le principal concepteur de l'architecture robotique, expliqué. "Par rapport à d'autres architectures bio-inspirées qui reproduisaient des mécanismes monolithiques de changement de forme, le principe de double morphing permet un morphing de forme extrême avec deux mouvements fonctionnels différents. "

Dans l'architecture proposée par Kim et ses collègues, les chemins fluides de la peau artificielle douce sont entourés et guidés par un ensemble d'unités d'origami extensibles, qui imitent le mécanisme qui permet à l'anguille pélican de gonfler sa bouche. La pression du fluide pointe dans la direction dans laquelle le corps du robot se déploie initialement, ce qui se traduit par un mouvement ressemblant étroitement à celui de l'anguille pélican.

Les chercheurs ont pu développer une unité de base à double morphing à partir de la conception du robot inspiré du pélican, qui peut être utilisé comme unité de base pour divers types de conceptions d'origami. Ils ont découvert que les robots résultants pouvaient effectuer une variété de comportements, y compris la préhension, mouvement rampant et sous-marin.

"Notre étude propose une nouvelle stratégie de conception pour que les robots mous soient initialement compacts et plats, mais qui peut être déployé pour effectuer une tâche puis replié de manière autonome, " a déclaré Cho. "Nous pensons que les robots mous seront développés dans une forme compacte et portable à l'avenir afin que les gens puissent les utiliser facilement dans leur vie quotidienne."

À l'avenir, l'origami unique et la conception extensible à base de peau proposés par Kim et ses collègues pourraient être utilisés pour développer une variété de nouveaux systèmes robotiques de morphing de forme. Les chercheurs prévoient maintenant de continuer à s'appuyer sur leur conception, par exemple, explorer comment les capteurs extensibles pourraient être intégrés aux architectures basées sur l'origami.

« Il y a encore beaucoup de choses à faire, " Kim a dit. " En ce moment, le principe que nous avons introduit peut être appliqué à diverses structures d'origami pour créer de nouveaux mouvements tels que la torsion combinée au déploiement. Pour de vraies applications robotiques, les structures d'origami extensibles doivent être optimisées pour être plus solides et plus fiables. Finalement, nous aimerions utiliser notre conception pour développer de nouveaux systèmes robotiques souples, comme un bras de robot souple déployable."

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