RechercheInteresting Engineering 2 juin 2026

Le nouveau robot de Cambridge pourrait aider à résoudre un mystère évolutif vieux de millions d'années

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Une équipe de l'Université de Cambridge a mis au point un robot bio-inspiré en forme de poisson pour étudier l'une des transitions évolutives les plus importantes de l'histoire des vertébrés : le passage de l'eau à la terre ferme, il y a environ 375 millions d'années. Dirigés par le Dr Michael Ishida, du département d'ingénierie de Cambridge, et travaillant dans le laboratoire du professeur Fumiya Iida, les chercheurs ont combiné modélisation informatique, observation de poissons vivants et expérimentation robotique physique. Leurs résultats, publiés dans la revue Nature Communications, identifient un mode de locomotion commun qu'ils nomment "undulating tripod gait" (démarche en trépied ondulante) : le poisson propulse son corps vers l'avant avec sa queue tout en s'appuyant sur ses nageoires pectorales et sa tête. Ce schéma a été observé chez plusieurs espèces sans lien phylogénétique proche, du dipneuste africain (African lungfish) au poisson-chat cuirassé, en passant par le bichir gris d'Afrique, qui a servi de modèle de référence pour la simulation.

L'intérêt scientifique majeur de ces travaux réside dans la mise en évidence d'un principe locomoteur convergent : des espèces très éloignées sur l'arbre évolutif ont développé indépendamment la même stratégie de déplacement terrestre, à partir d'un mécanisme de nage déjà présent. C'est ce que les biologistes appellent l'évolution convergente. Le robot physique, testé avec une large gamme de paramètres de démarche, a systématiquement confirmé que le pattern naturel observé chez le bichir était le plus efficace : toute modification de l'amplitude ou de la séquence des ondulations corporelles dégradait les performances. Ce résultat valide la cohérence entre modèle numérique et réalité biomécanique, ce qui est rarement aussi net dans ce type d'étude comparative multi-espèces. Pour l'ingénierie robotique, cela ouvre une piste concrète : des robots amphibies à locomotion non spécialisée pourraient tirer parti de ce principe primitif mais robuste.

Le projet s'inscrit dans un champ de recherche plus large sur la paléontologie fonctionnelle, qui cherche à reconstruire les modes de déplacement d'espèces fossiles à partir de principes mécaniques actuels. L'étape suivante prévue par l'équipe est d'appliquer le modèle au Tiktaalik roseae, fossile de poisson à nageoires lobées daté d'environ 375 millions d'années et considéré comme un maillon clé de la transition eaux-terres. Sur le plan concurrentiel, plusieurs laboratoires explorent des robots bio-inspirés par des vertébrés aquatiques ou amphibies, notamment dans des contextes de surveillance environnementale ou d'exploration, mais peu croisent modélisation évolutive et validation robotique à ce niveau de rigueur comparative. L'approche de Cambridge, partir de la convergence évolutive pour dégager des principes universels de locomotion, pourrait informer la conception de plateformes robotiques adaptables à des environnements mixtes eau-terre.

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1MIT News Robotics

Une nouvelle puce pourrait aider les petits robots à traverser des environnements complexes

Des chercheurs du MIT ont conçu un système-sur-puce baptisé Gleanmer, capable de générer des cartes 3D en temps réel à partir d'un flux de caméra de profondeur, avec une consommation d'environ 6 milliwatts, soit l'équivalent d'une LED. Cette performance s'obtient grâce à une co-conception algorithme-matériel : l'équipe, menée par la professeure Vivienne Sze (EECS/RLE) et le professeur Sertac Karaman (aéronautique, directeur du LIDS), a couplé leur algorithme de cartographie GMMap à un accélérateur matériel dédié. Les co-premiers auteurs Zih-Sing Fu et Peter Zhi Xuan Li ont présenté ces travaux à l'IEEE Very Large-Scale Integrated Circuits Symposium. L'application cible annoncée : de petits UAVs à batterie limitée, comme ceux qui pourraient inspecter des conduits HVAC industriels pour détecter des fuites de gaz en naviguant dans des espaces confinés avec évitement d'obstacles. La différence technique réside dans la représentation géométrique. Là où les approches classiques modélisent l'espace en voxels, des cubes 3D qui demandent de charger et retraiter chaque image de profondeur plusieurs fois, Gleanmer utilise des gaussiennes, des ellipsoïdes dont la taille, la forme et l'orientation s'adaptent librement à la géométrie des objets. Un seul ellipsoïde allongé peut remplacer des dizaines de voxels pour représenter une surface courbe, ce qui réduit drastiquement l'empreinte mémoire. L'innovation clé est une technique de génération de gaussiennes en un seul passage sur l'image de profondeur : une fois traitée, l'image est effacée et n'a pas besoin d'être stockée. Résultat : des cartes denses incluant obstacles et espace libre, suffisantes pour planifier un chemin sans collision, générées sans le GPU ni la mémoire vive que requièrent habituellement les pipelines de cartographie dense. Pour un intégrateur robotique, cela signifie qu'il devient envisageable d'embarquer de la navigation autonome sur des plateformes où la contrainte énergétique était jusqu'ici rédhibitoire. Ce travail s'inscrit dans un effort plus large de miniaturisation des capacités de cartographie et de localisation simultanées (SLAM). Les systèmes embarqués actuels capables de cartographie 3D dense en temps réel, qu'il s'agisse de solutions comme Intel RealSense couplées à des SBC, ou des implémentations GPU embarquées type Nvidia Jetson, consomment plusieurs watts à quelques dizaines de watts, plusieurs ordres de grandeur au-dessus des 6 mW de Gleanmer. Les auteurs mentionnent aussi un second débouché : les casques de réalité augmentée légers, pour des applications médicales ou de maintenance industrielle, où l'autonomie de la batterie conditionne l'usage prolongé. Le composant n'est pour l'instant qu'un prototype de recherche présenté en symposium ; aucun partenariat industriel ni calendrier de productisation n'a été annoncé. Les prochaines étapes naturelles seraient une validation sur plateforme réelle en vol, et une intégration dans une chaîne SLAM complète incluant localisation, pas seulement cartographie.

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Un nouveau système d'IA aide les robots à transférer leur entraînement virtuel vers des tâches réelles

Des chercheurs de l'Aston University et de l'University of Birmingham ont publié dans Scientific Reports une méthode d'entraînement robotique visant à réduire le "sim-to-real gap", ce fossé persistant entre les performances d'un robot en simulation et son comportement réel. L'approche, développée dans le cadre du projet REBELION financé par UK Research and Innovation, utilise un générateur de variations d'environnement piloté par IA : pendant la phase de simulation, le système introduit automatiquement des perturbations (bruit capteur, variabilité des matériaux, forces inattendues) pour entraîner le robot à des conditions plus proches du terrain. La validation expérimentale porte sur des tâches de manipulation et de découpe impliquant une interaction physique avec des matériaux, puis un ajustement avec un volume minimal de données réelles. Le cas d'usage mis en avant est le recyclage de batteries lithium-ion, où les robots doivent opérer autour de cellules endommagées ou potentiellement dangereuses, rendant les cycles de test physiques coûteux et risqués. L'intérêt industriel est direct : la dépendance à de longs cycles de test en environnement réel est l'un des principaux freins au déploiement rapide de robots dans des lignes de production ou des ateliers de recyclage. En permettant de compresser l'essentiel de l'apprentissage en simulation tout en garantissant un transfert fiable avec peu de données réelles, cette approche pourrait raccourcir significativement les timelines d'intégration et réduire les coûts opérationnels pour les industriels. Elle valide aussi une hypothèse qui fait débat dans le secteur depuis plusieurs années : que le sim-to-real gap n'est pas une fatalité, mais un problème d'exposition à la variance pendant l'entraînement. La vision formulée par le Dr. Alireza Rastegarpanah, assistant professor en applied AI and robotics à Aston University, est celle de systèmes robotiques "plug-and-play", entraînés une fois en simulation et redéployés rapidement dans un nouveau contexte sans reconfiguration lourde. C'est une promesse ambitieuse, et les résultats publiés restent limités à un périmètre de tâches contrôlées ; aucun chiffre de performance comparative (taux de succès, cycles de recalibration) n'est rendu public dans la version relayée. Le sim-to-real gap est un problème structurel documenté depuis les premières applications de reinforcement learning en robotique. Des acteurs comme Boston Dynamics, Agility Robotics ou encore Wandercraft (France, exosquelettes) utilisent des combinaisons de domain randomization et de transfert par imitation pour y répondre, avec des niveaux de maturité variables selon les tâches. Le projet REBELION s'inscrit dans un effort européen plus large sur l'automatisation du recyclage de batteries, filière en forte croissance avec l'essor des véhicules électriques. Les prochaines étapes annoncées par l'équipe visent à élargir la méthode à des environnements industriels plus incertains et à des applications en manufacturing avancé et opérations autonomes, sans calendrier précis communiqué.

UELa méthode du projet REBELION (financé UKRI, inscrit dans un effort européen) pourrait accélérer le déploiement de robots dans les filières EU de recyclage de batteries lithium-ion, secteur stratégique pour la transition électrique.

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Les robots pourraient apprendre à prédire et planifier leur navigation grâce à un nouveau cadre bio-inspiré

Des chercheurs de l'Université Polytechnique du Nord-Ouest (NPU) de Xi'an, en Chine, dirigés par le professeur Guo Bin, ont publié le 22 mai 2026 dans Nature Reviews Electrical Engineering un cadre de navigation cognitive dit "bio-inspiré". L'architecture repose sur trois composantes : reconnaissance dynamique de points de repère saillants, mémoire expérientielle compressée et réutilisable, et prise de décision hiérarchique. Elle est couplée à du matériel neuromorphique, des processeurs spécialisés qui imitent les neurones biologiques en ne s'activant qu'en réponse à des variations du signal sensoriel entrant, réduisant significativement la consommation énergétique par rapport aux architectures de calcul conventionnelles. Selon l'équipe, ce couplage permet à un robot de localiser sa position, d'anticiper son environnement immédiat et de mobiliser des expériences passées dans des situations nouvelles pour planifier ses trajets de manière flexible. Le problème visé est bien documenté dans l'industrie : les robots autonomes actuels, qu'il s'agisse d'AMR en logistique ou de plateformes domestiques, restent fragiles face aux modifications environnementales non planifiées. Un simple déplacement de meuble peut désorienter un système naviguant par carte géométrique préenregistrée, le forçant à une recartographie complète. Le cadre proposé par l'équipe de Guo Bin s'inspire de la manière dont les rongeurs explorent un labyrinthe : plutôt que de mémoriser chaque point d'un espace, le robot identifie des repères clés, compresse cette information en mémoire réutilisable, et reconstruit une carte cognitive à la demande. "La mémoire joue un rôle actif dans la navigation en compressant l'expérience en connaissances réutilisables et en les reconstruisant à la demande", notent les auteurs. Pour les intégrateurs et les décideurs industriels, l'implication concrète est la possibilité de déployer des robots dans des environnements non structurés ou en mutation continue (entrepôts réorganisés, domiciles encombrés, bâtiments en intervention d'urgence) sans recalibrage systématique. L'association avec le hardware neuromorphique renforce l'argument économique : une consommation réduite se traduit par des autonomies plus longues et des coûts opérationnels plus faibles à l'échelle d'une flotte. La navigation autonome en environnement ouvert reste l'un des verrous techniques les plus actifs de la robotique depuis une décennie. Les approches dominantes basées sur le SLAM et la vision profonde ont progressé mais restent coûteuses en calcul et sensibles aux variations de scène. L'inspiration biologique, notamment les travaux sur les cellules de lieu et les cellules de grille chez les rongeurs (Nobel de médecine 2014), a déjà alimenté des architectures comme les puces Loihi d'Intel ou les recherches de l'Université de Manchester. L'équipe NPU propose ici une intégration bout en bout, du raisonnement spatial au substrat matériel basse consommation, dans un cadre unique. L'équipe indique collaborer avec plusieurs organisations pour un passage au terrain, sans préciser lesquelles ni les calendriers : il s'agit pour l'instant d'une publication académique, pas d'un produit déployé commercialement.

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Les robots sans électronique pourraient ressentir et réagir instantanément grâce à de nouveaux capteurs souples

Une équipe du College of Design and Engineering de la National University of Singapore (NUS CDE) a mis au point un capteur de force entièrement mécanique baptisé ME-SOFS (mechanical soft force sensor), capable de détecter un contact et de déclencher une réaction sans électronique, sans ordinateur ni alimentation externe. Imprimé en 3D dans une structure souple et poreuse, le dispositif comprend un pilier central entouré de cinq chambres remplies de fluide, quatre disposées horizontalement et une verticalement. Lorsqu'une force est appliquée, le pilier s'incline vers le point de contact, comprime la chambre correspondante et pousse le fluide à travers des tubes souples jusqu'à des actionneurs robotiques, créant une réponse immédiate sans traitement électronique. Chaque chambre fonctionnant indépendamment, le système distingue les forces horizontales, latérales et verticales, et sa sensibilité peut être ajustée en modifiant la géométrie imprimée (diamètre des trous, épaisseur des parois, angle du pilier). Le capteur produit aussi une sortie électrique passive : le déplacement du fluide fait passer de petits aimants devant des arcs métalliques imprimés en 3D, générant des impulsions de tension par induction électromagnétique, sur le principe d'une dynamo de vélo, dont le nombre correspond à la force appliquée. L'équipe l'a intégré à un gant souple doté de cinq capteurs miniatures de la taille d'un petit pois, imprimé en une seule pièce, mesurant la force de préhension à chaque doigt et estimant le poids d'objets saisis. Un pad haptique a également permis à un opérateur de sentir la force de préhension d'une pince robotique en manipulant œufs, blocs de bois et bouteilles d'eau, les données recueillies servant ensuite à réentraîner le robot pour reproduire ces gestes de façon autonome. Le système tolère des températures d'eau jusqu'à 90°C. L'intérêt pratique tient à l'absence totale de circuits de contrôle électroniques, un atout pour les robots souples opérant sous l'eau, dans le corps humain ou dans d'autres environnements hostiles où l'électronique tombe facilement en panne. Cecilia Laschi, du département de génie mécanique de la NUS CDE, y voit une forme de calcul porté par le corps physique du robot lui-même, comparable au rôle du système nerveux chez les organismes vivants. Pour les concepteurs de prothèses, d'interfaces homme-machine ou de préhenseurs souples, cela ouvre la voie à des architectures plus simples, avec moins de points de défaillance et un retour tactile natif. Ce travail s'inscrit dans le courant de recherche sur le calcul morphologique, où la mécanique de la structure remplace une partie du contrôle logiciel habituellement confié à l'électronique embarquée. Il reste toutefois au stade du prototype de laboratoire, sans annonce de partenaire industriel ni de calendrier de commercialisation, et aucun acteur français ou européen du secteur n'est associé à ces travaux.

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