Africa-Press – Guinee Equatoriale. Les progrès technologiques dans le domaine de la robotique ont été stupéfiants ces dernières années, avec des machines capables de réaliser des exploits autrefois réservés à la science-fiction.
Cependant, malgré ces avancées, une question persiste: les robots peuvent-ils rivaliser avec la puissance et l’agilité des organismes vivants, notamment dans des domaines spécifiques tels que la course ?
Le robot bipède le plus rapide du monde ne dépasse pas la vitesse d’un crabe
Dans une étude récente, une équipe d’ingénieurs des États-Unis et du Canada a entrepris de répondre à cette question. Et la réponse est très claire: non. Leur conclusion, publiée le 24 avril 2024 dans la revue Science Robotics, est sans équivoque. Dans presque tous les cas, les organismes biologiques, comme les guépards, les cafards et même les humains, semblent capables de dépasser leurs homologues robotiques.
Le robot Unitree Evolution V3, robot humanoïde le plus rapide au monde, a récemment battu le record de vitesse pour un robot bipède. Malgré ce titre de champion du monde, il ne dépasse pas la vitesse d’un crabe, plafonnant à 11 km/h, tandis que les robots à quatre pattes peuvent désormais atteindre les 45 km/h. Bien que ces performances soient déjà très impressionnantes, elles demeurent bien en deçà des 120 km/h atteints par les guépards.
Les chercheurs ont observé que les animaux surpassaient les robots sur trois aspects, essentiels pour performer en vitesse: l’agilité, l’endurance et la robustesse.
En dépit des avancées techniques permettant aux robots à pattes d’essayer de rivaliser en vitesse, saut et maniabilité, les animaux conservent toujours un avantage net. L’écart de performance se creuse encore plus lorsqu’ils évoluent sur un terrain irrégulier.
Pour ce qui est de l’endurance, les robots ne sont pas complètement largués. Certains robots ont une excellente autonomie, le robot Ranger a par exemple parcouru 65 km sur une seule charge, soit 31 heures. Mais son endurance reste bien limitée par rapport à celle des êtres vivants en raison de la capacité énergétique des batteries. Et en termes de robustesse, les cadres d’ingénierie en fibres de carbone peuvent être beaucoup plus rigides que les squelettes biologiques, mais sous-performent en termes de résistance.
“En tant qu’ingénieur, c’est un peu contrariant”, a déclaré dans un communiqué de presse M. Jayaram, professeur adjoint au département Paul M. Rady d’ingénierie mécanique de l’université de Boulder. “En 200 ans d’intense activité d’ingénierie, nous avons pu envoyer des vaisseaux spatiaux sur la Lune et sur Mars, et bien d’autres choses encore. Mais il est déconcertant de constater que nous ne disposons pas encore de robots nettement plus performants que les systèmes biologiques en matière de locomotion dans les environnements naturels.”
Les composants des robots sont meilleurs que ceux des animaux
Afin de comprendre pourquoi les robots sont bien moins bons que les animaux, ils ont testé les animaux et les robots sur cinq catégories. L’énergie, l’ossature, la mise en mouvement, la détection et le contrôle, et les ont comparés à leurs équivalents biologiques.
Les organismes vivants surpassent les robots en termes d’efficacité énergétique et de capacité de stockage d’énergie, bien que les robots puissent fournir de l’énergie à un rythme plus élevé. En termes d’ossature, les matériaux utilisés dans les cadres d’ingénierie peuvent être plus rigides et résistants que les squelettes biologiques, mais les animaux ont l’avantage en termes de résistance et de flexibilité.
Pour la mise en mouvement, les moteurs électromagnétiques surpassent les muscles en termes de puissance. Les batteries lithium-ion de haute qualité, par exemple, peuvent fournir jusqu’à 10 kilowatts de puissance pour chaque kilogramme qu’elles pèsent. Les tissus animaux ne produisent qu’un dixième de cette puissance.
Et finalement, pour ce qui est de la perception et du contrôle, bien que les capteurs artificiels rivalisent avec les capteurs biologiques en termes de sensibilité, les animaux ont l’avantage de la distribution de capteurs à travers leur corps et d’une meilleure connectivité de leur réseau neuronal.
“Les animaux sont, en quelque sorte, l’incarnation de ce principe de conception ultime”
Après avoir examiné chaque composant constitutif des deux “espèces”, il apparaît que les robots ont l’avantage. Alors, pourquoi les robots ne parviennent-ils pas à surpasser les êtres vivants ?
Selon les chercheurs, la clé réside dans le manque de compréhension de l’assemblage final. En moyenne, les composants bioniques des robots sont plus efficaces que leurs homologues animaux, mais ce qui les distingue des robots réside dans la manière dont ils combinent et contrôlent ces composants.
Les chercheurs soulignent que même dans des conditions idéales, où les cadres ne se cassent jamais et les ressources sont illimitées, les performances des robots simulés ne pourraient probablement pas rivaliser avec celles des animaux dans le monde réel. “Les animaux sont, en quelque sorte, l’incarnation de ce principe de conception ultime: un système qui fonctionne très bien ensemble”, a expliqué M. Jayaram.
Pourtant, la robotique n’a pas de quoi rougir. Les organismes vivants ont eu le temps d’évoluer sur des millions d’années pour s’adapter à leur environnement, développant des structures biologiques et des mécanismes spécialisés pour la locomotion. En seulement quelques décennies, le rythme de progrès des robots a été fulgurant.
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