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Des robots qui marchent sur l'eau

Source : Techno-Science, le 13/08/2007 à 07h08

Une équipe de l'université de Carnegie Mellon menée par le professeur Metin Sitti a mis au point un robot d'un nouveau genre. Appelé STRIDE (Surface Tension based Robotic Insect Dynamic Explorer), celui-ci s'inspire de la technique de déplacement des gerridés, ou punaises d'eau, qui ont la particularité de pouvoir rester immobiles ou de se déplacer sur l'eau sans couler.

Tout comme ces insectes aquatiques, le robot répartit son poids (1 gramme) sur 6 pattes enduites de téflon d'une épaisseur de quelques centaines de micron pour 5 à 10 cm de long chacune. Ainsi rendues hydrophobes, ces pattes permettent au robot d'utiliser la tension superficielle de l'eau pour se mouvoir sans rompre la surface grâce à l'effet de Cassie. 3 cellules piézo-électriques animent l'ensemble et autorisent des mouvements rectilignes ainsi que des rotations.

Bien que le mode de locomotion soit proche de celui des vrais insectes, la différence se fait essentiellement sur la vélocité du robot. STRIDE peut avancer à la vitesse de 3 cm/s en ligne droite et tourner de 0.5 rad/s pour 40 battements de pattes par seconde. Pour comparaison, les gerridés peuvent avancer à la vitesse de 1.5 m/s avec seulement 10 battements de pattes par seconde. Le poids du robot et en particulier le poids que peut soutenir chaque patte synthétique expliquent les faibles performances de STRIDE. Alors qu'une seule patte de punaise d'eau est capable de maintenir au-dessus de la surface 15 fois le poids de l'insecte, une patte du robot ne peut soutenir que la moitié du poids de l'ensemble du mécanisme. L'équipe de Carnegie Mellon essaie actuellement d'améliorer l'hydrophobie des pattes en greffant des poils de synthèses inspirés de ceux que l'on trouve sous les pieds du gecko. En capturant des bulles d'airs microscropiques, celles-ci permettraient au robot de refaire surface en cas de turbulence ou de pluie.

Ce type de robot, au-delà de l'aspect ludique, propose un nouveau mode de locomotion sur l'eau. L'équipe de Carnegie Mellon imagine déjà des applications dans le domaine des capteurs non intrusifs en milieux aquatiques, pour surveiller un écosystème par exemple.