Les lois de la physique peuvent être brutales, et peut-être ne sont-elles nulle part ailleurs que dans le domaine de la robotique.

Les chercheurs et les concepteurs sur le terrain sont constamment mis au défi par la taille et l’échelle: la construction de petits robots rend difficile l’intégration de tous les capteurs et actionneurs et dispositifs de propulsion nécessaires; pour faire de gros moyens de faire face à la montée de puissance et de carburant inconfortable nécessaire pour faire fonctionner les choses.

Cependant, des chercheurs dirigés par Raphael Zufferey du laboratoire de robotique aérienne de l’Imperial College de Londres, au Royaume-Uni, ont proposé une solution potentiellement élégante à un problème particulièrement difficile: la construction d’un planeur robotique capable de décoller de l’eau.

Dans un article publié dans le magazine Robotique scientifique, les chercheurs décrivent un prototype de véhicule capable de réaliser une mobilité air-aquatique pratique.

Les robots qui peuvent se déplacer dans l’eau, puis sortir dans les airs ont des attractions évidentes. Ils pourraient effectuer des tâches de détection et de surveillance dans des «environnements aquatiques en désordre», écrivent les chercheurs, puis simplement quitter l’eau et retourner à la base par l’air – un milieu qui induit beaucoup moins de frottements et de courants d’air et pourrait bien être moins encombré de personnes.

De nombreuses tentatives précédentes de conception de robots capables de faire la transition entre l’eau et l’air ont été entravées par le fait qu’il s’agit d’un processus très gourmand en énergie, ce qui signifie que la charge de carburant nécessaire aux petites machines pour atteindre une puissance suffisante était largement suffisante pour atteindre l’objectif.

Pour surmonter le problème, Zufferey et ses collègues se sont tournés vers la poudre de carbure de calcium – un composé chimique largement disponible utilisé dans l’industrie. Lorsqu’il est mélangé à de l’eau, il produit du gaz acétylène, souvent utilisé pour le soudage.

La réaction donne également de l’énergie. Les chercheurs ont découvert qu’en chargeant seulement 0,2 gramme dans leur planeur robotique de 160 grammes et en l’exposant à l’eau, il a fait sauter le véhicule et l’a fait parcourir 26 mètres.

Le planeur robotique est un prototype mais a un potentiel pour plusieurs utilisations. Le développement ultérieur, écrivent les chercheurs, « offre une solution prometteuse pour la future propulsion de haute densité air-aquatique en robotique ».

L’article actuel n’est pas le premier à explorer l’utilisation potentielle du carbure de calcium pour alimenter de petits robots.

En 2017, une équipe de robotique dirigée par Robert Siddall, également de l’Imperial College, a rapporté l’utilisation d’une version solide pour produire «des explosions d’acétylène dans une hélice à jet d’eau de 34 grammes».

Tests en extérieur de robot air-aquatique.
Zufferey et coll., Sci. Robot. 4, eaax7330 (2019)

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