De plantes qui poussent à des robots qui grimpent
Alors que la plupart d’entre nous regardent une plante et voient des feuilles vertes, certains chercheurs européens voient des robots. Oui, vous avez bien lu, des robots. À première vue, les plantes et les robots peuvent sembler aux antipodes du spectre technologique. Il se fait cependant qu’il y a beaucoup à apprendre en étudiant la façon dont les plantes poussent, grimpent et bougent. C’est dans cette optique, qu’un groupe de chercheurs soutenus par le projet GrowBot, financé par l’UE, intègre les capacités de mouvement des plantes grimpantes dans la conception de robots. «En imitant les caractéristiques de ces plantes, nous avons cherché à développer des robots de faible masse et de faible volume capables de s’ancrer, de naviguer dans des espaces vides et de se déplacer dans des scénarios où les robots grimpants actuels, qui sont basés sur des roues, des jambes ou des rails, risquent de s’enliser ou de tomber», explique Barbara Mazzolai, directrice associée pour la robotique à l’Institut italien de technologie.
Intégrer le comportement des plantes dans les plateformes robotiques
Pour commencer, les chercheurs ont mené une étude approfondie des plantes grimpantes, examinant tous les aspects de leur anatomie et de leur morphologie, de leur biomécanique, de leur croissance, de leurs mouvements et de leur comportement. Ils se sont ensuite basés sur ces résultats pour concevoir et développer des matériaux robotiques, des actionneurs, des systèmes d’ancrage et des solutions qui imitent les caractéristiques biologiques des plantes. Toutes ces connaissances et ces composants ont ensuite été intégrés dans les plateformes robotiques de GrowBot. «Chacun des mécanismes, matériaux et systèmes de contrôle incorporés dans ces plateformes est inspiré des plantes grimpantes», explique Barbara Mazzolai. Ces plateformes comprennent notamment un robot de croissance doté d’un contrôle comportemental inspiré des plantes et un robot de type chercheur pour l’exploration de l’environnement. Le projet a également développé une troisième plateforme axée sur la récupération d’énergie, qui comprend des systèmes triboélectriques inspirés des plantes.
Des technologies autonomes
Outre les plateformes robotisées, les participants au projet ont exploité leur nouvelle connaissance des plantes grimpantes pour mettre au point une série de technologies autonomes. Il s’agit notamment de nouveaux composants robotiques souples qui s’intégreront ou se substitueront aux parties rigides du corps, de solutions d’attachement artificiel et de solutions bio-hybrides de pointe pour la production d’énergie. Les chercheurs ont également mis au point un matériau artificiel multifonctionnel capable d’effectuer des actions avec un soutien énergétique externe limité ou inexistant. «Ces technologies ont été transposées en solutions robotiques conçues pour des cas d’utilisation spécifiques, tels que l’agriculture de précision, la modélisation prédictive, la fabrication additive et diverses applications biomédicales», ajoute Barbara Mazzolai.
Concrétiser les solutions robotiques innovantes
Selon Barbara Mazzolai, le projet GrowBot a repoussé les limites de la robotique molle bio-inspirée tout en faisant progresser nos connaissances sur les plantes grimpantes. «Ces travaux améliorent notre compréhension de la biologie des plantes grimpantes et favorisent le développement de technologies innovantes, ce qui ouvre la voie à l’utilisation de solutions robotiques innovantes dans tous les domaines, de l’agriculture à l’entretien des bâtiment», explique-t-elle. Certains chercheurs du projet étudient déjà l’utilisation de robots mous grimpants, semblables à des plantes, comme capteurs et/ou contrôles environnementaux le long de gradients verticaux ou horizontaux à l’intérieur et autour des bâtiments. Il ne s’agit là que d’un exemple des nombreux travaux en cours dans le cadre du projet. L’équipe continue de développer ses technologies et ses plateformes, en se concentrant plus particulièrement sur l’amélioration de la conception et du contrôle du robot à croissance autonome. Le projet a également donné naissance à plusieurs nouveaux projets spin-off visant à commercialiser ses solutions. «La collaboration entre les partenaires du projet reste forte et nous discutons de nouvelles idées de projets et d’initiatives communs», conclut Barbara Mazzolai.
Mots‑clés
GrowBot, plantes, robots, conception robotique, plantes grimpantes, agriculture de précision, fabrication additive
