L'intelligence à six pattes

Le robot ressemble à un phasme géant. Hector (HExapod Cognitive auTonomously Operating Robot) en est largement inspiré, ses articulations sont élastiques et il présente un exosquelette poids plume. Des entraînements maxon installés dans les six pattes assurent la souplesse de leurs mouvements.

Hector se déplace prudemment sur le parcours d'obstacles, mais avec une élégance très rare parmi les robots. Le groupe de recherche «Biomechatronik» de l'université de Bielefeld dirigé par le Professeur Dr. Axel Schneider a mis au point ce robot marchant sur six pattes, à l'instar des phasmes. Pour la construction du robot, les dimensions de l'insecte ont été multipliées par 20. La longueur totale d'Hector approche par conséquent les 90 cm – un phasme géant. Ce projet a pour objectif de mieux comprendre le comportement de marche de l'insecte et de rendre les mécanismes de coordination inhérents applicables aux systèmes techniques. L'équipe de recherche souhaite également approfondir l'étude de concepts de base destinés à la commande de systèmes de robots à activation élastique.

L'exosquelette extrêmement léger est en plastic renforcé aux fibres de carbone (HCF). Toutes les pièces d'entraînement et tous les éléments de liaison des segments des pattes ont été conçus et fabriqués en alliage d'aluminium, à Bielefeld. Ce robot pesant 12 kilos est unique par le grand nombre de capteurs dont il est équipé et par le concept biologique de régulation décentralisé selon lequel il fonctionne. Des entraînements et capteurs de contact spécialement conçus permettent au robot de se déplacer en s'adaptant en souplesse aux caractéristiques du terrain. Actuellement, Hector est capable de se déplacer sur des terrains présentant de légères irrégularités et de franchir sans problème des obstacles mineurs, notamment des marches.

Trois moteurs maxon par patte
Chaque patte du robot mobile possède trois articulations, ce qui implique donc le contrôle simultané des mouvements de 18 articulations. Chaque patte est donc équipée de trois moteurs plats maxon EC 45 sans balais. Ces entraînements de 50 W sont des modèles spéciaux sans platine de raccordement latérale. Les 18 articulations des pattes sont pilotées par des algorithmes de régulation inspirés directement de la biologie. L'électronique d'entraînement et la régulation correspondante ont par conséquent été installées dans les entraînements. Afin que les entraînements soient suffisamment élastiques, des accouplements en élastomère spécialement mis au point ont été directement intégrés dans les entraînements. L'équipe de chercheurs tenait à ce que les moteurs fournissent un couple élevé pour un encombrement réduit et une faible masse.
«Il fallait également réduire la longueur des moteurs le plus possible, étant donné que la longueur de l'ensemble d'entraînement contribue à limiter la liberté de mouvement des pattes, entre autres. C'est pourquoi nous avons opté pour le moteur EC 45 flat 50 W», explique Jan Paskarbeit, collaborateur scientifique du groupe de recherche, développeur et constructeur du robot Hector.

Un comportement intelligent basique
En matière d'intelligence, Hector est certes encore largement inférieur aux insectes, mais la coordination de ses pattes intègre déjà des données de capteur complexes. Il se déplace de manière autonome et il réagit aux obstacles. «On ne peut dénier à un insecte une certaine intelligence basique. Dans ce sens, on peut déjà parler de comportement à intelligence basique pour Hector. Un comportement intelligent se distingue, entre autres propriétés importantes, par la capacité à planifier au-delà de l'instant. Les premiers modèles de commande de robot ‹de niveau supérieur› en cours de test sur le système doivent doter le robot de capacités de planification simples lui conférant ainsi une certaine intelligence supplémentaire», déclare Paskarbeit. Ce robot mobile doit être doté de propriétés supplémentaires d'ici 2017, dans le cadre d'un projet de coopération mené au CITEC (Centre of Excellence Cognitive Interaction Technology) de Bielefeld.

 © maxon motor ag

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