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Rollbot : un robot sphérique propulsé par un seul actionneur
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Rollbot : un robot sphérique propulsé par un seul actionneur

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Rollbot, présenté dans un article de recherche déposé sur arXiv (réf. 2404.05120v2, révision 2024), est un robot sphérique prototype capable de se déplacer de façon contrôlée sur un plan 2D avec un seul actionneur. Le robot roule au sol en décrivant des arcs de cercle et ajuste la courbure de sa trajectoire en accélérant et décélérant son unique moteur ainsi que la masse solidaire attachée à celui-ci. Les auteurs ont dérivé des lois de contrôle fondées sur une dynamique dite "quasi-stable", et ont validé expérimentalement la capacité du système à suivre des waypoints successifs. Aucune institution ni source de financement n'est mentionnée dans l'abstract public.

Ce travail remet en cause une contrainte de conception longtemps tenue pour acquise dans la robotique sphérique: l'obligation d'utiliser au minimum deux actionneurs pour obtenir un mouvement plan maîtrisé. Ramener ce seuil à un seul actionneur réduit mécaniquement la complexité structurelle, la consommation énergétique et le nombre de points de défaillance potentiels. Pour les concepteurs de robots d'inspection en espace confiné, de plateformes de surveillance ou de démonstrateurs éducatifs, cette approche peut ouvrir des architectures plus légères et moins coûteuses à produire. Il faut cependant noter que les résultats sont présentés en contexte laboratoire; aucune métrique de robustesse sur terrain non contrôlé ni de cycle de production n'est communiquée.

Les robots sphériques à actionnement interne existent depuis les années 1990 dans la recherche académique, avec des prototypes issus de MIT, ETH Zurich ou Carnegie Mellon, et ont trouvé des applications limitées dans la surveillance et l'exploration. Côté produits grand public, Sphero a popularisé la forme, mais sans ambition de navigation autonome précise. Le créneau du robot sphérique à un seul actionneur reste un espace purement expérimental; la prochaine étape logique serait de démontrer la robustesse aux perturbations extérieures (surface irrégulière, contact), d'étendre le cadre théorique à la navigation 3D, et d'évaluer l'intégration de capteurs embarqués dans un volume aussi contraint.

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Construire un actionneur pour un robot marcheur
1Hackaday Robots Hacks 

Construire un actionneur pour un robot marcheur

Le développeur amateur connu sous le pseudonyme Food for Robots a documenté la conception d'un actionneur compact destiné à un robot bipède, dans une vidéo récente. Contrairement aux muscles biologiques, les moteurs électriques ne permettent pas de répartir la force le long d'un membre : l'actionneur doit être logé directement au niveau de l'articulation, ce qui impose compacité et légèreté. L'objectif était d'atteindre 20 newtons-mètres de couple tout en restant rétro-entraînable (backdrivable). Une première version, largement imprimée en 3D avec un système d'entraînement à câble de type Capstan, cassait dès que le couple dépassait 10 Nm. La seconde itération a été usinée en aluminium, ce qui a permis de remplacer le Capstan par un réducteur planétaire logé au centre du stator, avec plusieurs étages de pignons empilés pour tenir dans les limites d'une petite fraiseuse CNC. Un aimant fixé à l'arrière du rotor sert au retour de position, lu par une carte de contrôle réutilisée du premier prototype. Lors des premiers essais, le couple plafonnait sous les 10 Nm malgré un stator deux fois plus épais ; l'augmentation du nombre de spires n'a rien changé, car elle avait réduit le nombre de fils utilisés et donc accru la résistance. C'est en relevant la limite de courant dans l'algorithme de commande vectorielle (field-oriented control) que les 20 Nm ont finalement été atteints. Ce projet illustre un goulot d'étranglement technique bien réel pour la robotique humanoïde et quadrupède à petite échelle : l'absence d'actionneurs linéaires compacts et puissants comparables aux muscles oblige les concepteurs à des compromis mécaniques (réducteurs, entraînement direct ou quasi-direct) coûteux en ingénierie. Pour les makers, laboratoires universitaires et petites équipes qui ne peuvent pas s'offrir des actionneurs propriétaires comme ceux d'Unitree ou des grands acteurs humanoïdes, ce genre de retour d'expérience open source, avec ses échecs documentés, apporte une valeur pratique directe et rappelle que le couple annoncé sur le papier ne dit rien des limites réelles de bobinage et de résistance. Ce travail s'inscrit dans une pratique de développement itératif en source ouverte, où l'auteur avait déjà publié un premier actionneur imprimé en 3D avant d'en tirer les leçons pour cette version usinée. Hackaday, qui relaie régulièrement ce type de projet, note qu'il s'agit d'un exemple parmi d'autres d'actionneurs quasi-à-entraînement-direct destinés aux robots marcheurs amateurs, aux côtés de builds similaires déjà couverts par le site. Aucun calendrier de production ni déploiement commercial n'est annoncé : il s'agit d'un projet de recherche personnelle, sans lien avec des acteurs industriels comme Figure, Tesla Optimus ou les laboratoires français Wandercraft et Pollen Robotics.

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Locomotion d'un robot serpent élastique par dynamique naturelle
2arXiv cs.RO 

Locomotion d'un robot serpent élastique par dynamique naturelle

Des chercheurs ont publié le 24 avril 2026 sur arXiv (référence 2604.17895) une étude portant sur la locomotion d'un robot serpent élastique exploitant ses dynamiques naturelles pour améliorer l'efficacité énergétique de ses déplacements. L'approche repose sur la théorie des eigenmanifolds, un cadre mathématique permettant de caractériser les comportements dynamiques non linéaires de systèmes mécaniques complexes. Les auteurs ont conçu et testé deux familles d'allures (gaits) fondées sur ces dynamiques naturelles : l'une basée sur la commutation entre deux modes normaux non linéaires, l'autre sur des trajectoires périodiques dites "non-brake orbits". Les simulations dynamiques montrent que les gaits par non-brake orbits atteignent une efficacité parfaite dans le cas conservatif (sans frottement), et surpassent un robot rigide de référence dans un scénario réaliste avec frottement. La commutation entre modes normaux non linéaires, en revanche, n'apporte pas de gain d'efficacité significatif par rapport à la baseline. Ces résultats ont des implications concrètes pour la conception de robots locomoteurs à corps mou ou semi-élastique. L'idée d'exploiter la compliance mécanique plutôt que de la compenser par du contrôle actif est une hypothèse ancienne dans la robotique bio-inspirée, mais elle restait difficile à formaliser rigoureusement pour des systèmes non linéaires. Cette publication fournit un cadre analytique opérationnel : la théorie des eigenmanifolds permet d'identifier des trajectoires naturelles exploitables, réduisant le coût de transport sans augmenter la complexité du contrôleur. Pour les intégrateurs et concepteurs de systèmes d'inspection en espace confiné, tuyaux ou structures irrégulières, cela ouvre une voie vers des plateformes plus autonomes énergétiquement, réduisant la dépendance à des batteries lourdes ou à des liaisons filaires. Les robots serpents élastiques s'inscrivent dans une tradition de recherche en locomotion bio-inspirée qui remonte aux travaux des années 1990 sur les serpentins modulaires (CMU Biorobotics Lab, SINTEF en Norvège). La théorie des eigenmanifolds, issue de la mécanique analytique, a été appliquée récemment à des robots à pattes et des manipulateurs élastiques avant d'être étendue ici aux systèmes sériels à haute redondance cinématique. Côté concurrents, des groupes comme le Dynamic Robotics and Control Lab de l'ETH Zurich ou le groupe ANYbotics travaillent sur la compliance passive pour la locomotion, mais sur des architectures à pattes. Dans l'espace serpent/continuum, des acteurs comme Medrobotics (médical) ou des spin-offs académiques européens explorent des niches applicatives. L'étape suivante identifiée par les auteurs est la validation expérimentale sur prototype physique, absente de cette publication, ce qui maintient les résultats au stade de la preuve de concept simulée.

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Modélisation dynamique par données d'un robot continu à actionnement tendineux
3arXiv cs.RO 

Modélisation dynamique par données d'un robot continu à actionnement tendineux

Des chercheurs associés au CERN publient sur arXiv (arXiv:2605.18720, mai 2025) une étude comparative de méthodes d'identification de systèmes par apprentissage automatique appliquées à un robot continu à actionnement par tendons équipé de joints roulants. Trois approches ont été évaluées : N4SID (identification par sous-espaces), ARX (modèle autorégressif à entrées exogènes) et SINDYc (identification parcimonieuse de dynamiques non linéaires avec contrôle). Le résultat central : malgré le nombre élevé de joints du robot, un modèle dynamique à seulement deux degrés de liberté (2-DDL) suffit à capturer fidèlement le comportement du système, grâce aux fortes dépendances cinématiques entre les joints. Les modèles obtenus ont été validés sur données expérimentales, puis intégrés dans un contrôleur prédictif (MPC) opérant en temps réel. L'enjeu est réel pour quiconque travaille sur le contrôle de robots continus : leur dynamique est réputée difficile à modéliser, dominée par la friction, hautement non linéaire et de dimension élevée. Démontrer qu'un modèle 2-DDL issu de données expérimentales suffit pour piloter un MPC réduit considérablement la complexité d'intégration. Cela ouvre la voie à des boucles de contrôle plus rapides sans requérir de modèles analytiques complets, souvent inaccessibles pour les structures souples. Le robot en question est développé au CERN, probablement pour des applications d'inspection ou de maintenance dans des environnements confinés, domaine où les robots continus rivalisent avec des solutions de Festo Robotics ou des laboratoires comme le BioRobotics Institute de Pise. L'article reste un preprint non encore évalué par les pairs, et les performances du MPC en conditions opérationnelles réelles restent à confirmer.

UELe CERN étant une institution paneuropéenne (Genève, FR/CH), les méthodes présentées, modèle 2-DDL data-driven couplé à un MPC temps réel, intéressent directement les équipes R&D européennes travaillant sur l'inspection robotisée en environnements confinés (nucléaire, ITER, maintenance industrielle).

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ARCSnake V2 : adaptations mécaniques pour un robot serpentiforme amphibie multi-domaine à propulsion par vis
4arXiv cs.RO 

ARCSnake V2 : adaptations mécaniques pour un robot serpentiforme amphibie multi-domaine à propulsion par vis

Le robot ARCSnake V2, présenté dans une version révisée d'un article déposé sur arXiv (version 2, catégorie "replace"), est une évolution d'ARCSnake V1 dotée de nouvelles capacités amphibies. Il combine la mobilité hyper-redondante des robots serpents avec la polyvalence de terrain offerte par la propulsion à vis d'Archimède. Les auteurs détaillent une conception mécanique étanche à l'eau, avec des modules de vis et d'articulations reliés en série, ainsi qu'un système de contrôle de flottabilité intégré permettant au robot de gérer sa profondeur. Des essais poussés ont validé ses capacités de plongée et de remontée sous l'eau, ainsi qu'un actionnement à régulation de force, censé permettre au robot d'adapter sa poussée selon la résistance du milieu. L'abstract ne détaille pas de chiffres précis de charge utile, de degrés de liberté ou de temps de cycle, ce qui limite l'évaluation quantitative des performances à ce stade. L'intérêt de ce travail tient à la limite bien connue des robots à roues ou à pattes, qui peinent à conserver leur traction sur des terrains hétérogènes comme le sable, la boue meuble ou les surfaces immergées. En associant locomotion serpentine et vis propulsive, ARCSnake V2 vise une plateforme unique capable de franchir plusieurs types d'environnements sans changer de mode de locomotion, un enjeu clé pour l'exploration de milieux extrêmes tels que les grottes, les fonds marins ou les surfaces extraplanétaires. Il s'agit toutefois d'un prototype de recherche académique validé en conditions contrôlées, et non d'un système déployé sur le terrain ou commercialisé. Le projet s'inscrit dans la continuité des recherches sur les robots serpents hyper-redondants menées depuis plusieurs années pour des applications spatiales et souterraines, dont ARCSnake V1 constituait la première itération terrestre. Face à d'autres approches de robotique amphibie ou sous-marine (robots anguilles, véhicules autonomes sous-marins), ARCSnake V2 mise sur la polyvalence multi-domaine plutôt que sur la spécialisation. Les prochaines étapes annoncées concernent des applications en recherche-sauvetage et en surveillance environnementale, qui nécessiteront des essais en conditions réelles au-delà du cadre expérimental décrit ici.

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