Bio-inspiration : les robots capables de marcher, voler, nager et grimper

Une équipe de chercheurs de l'université de Beihang, de l'université de technologie de Dalian et de l'EPFL vient de publier une revue de littérature sur les robots bioinspirés multimodaux, capables de combiner plusieurs modes de déplacement (marche, vol, natation, escalade, saut) sur une seule et même plateforme mécanique. Contrairement aux robots classiques limités à un seul mode de locomotion, ces machines s'inspirent du vivant pour partager des structures et des systèmes de contrôle entre plusieurs fonctions de déplacement. L'étude identifie les principaux verrous techniques qui freinent leur développement : l'espace embarqué limité, puisque chaque mode de déplacement supplémentaire exige ses propres actionneurs, capteurs, batteries et éléments mécaniques, ce qui alourdit et complexifie la machine ; la reconfiguration corporelle, c'est-à-dire la capacité à modifier physiquement la structure du robot pour passer d'un mode à l'autre ; et l'équilibre entre rigidité et flexibilité des matériaux. Pour combler l'absence de méthode d'évaluation standardisée, les auteurs proposent cinq métriques de performance : le nombre de modes de locomotion disponibles, le coût additionnel lié à chaque nouveau mode, la part de composants mutualisables entre les modes, le temps ou l'énergie nécessaires pour basculer d'un mode à l'autre, et le gain de performance global apporté par la combinaison de plusieurs types de déplacement.

Cette grille de lecture arrive à un moment où l'industrie robotique cherche justement à dépasser la simple addition de capacités pour viser une véritable polyvalence opérationnelle : un robot capable de voler puis de marcher peut parcourir de longues distances rapidement avant de basculer en mode inspection au sol, tandis qu'un robot amphibie peut alterner terre et eau pour des missions de recherche et sauvetage ou de surveillance environnementale. En proposant un cadre commun de mesure, les chercheurs offrent aux intégrateurs et décideurs industriels un moyen de comparer objectivement des architectures très différentes, plutôt que de se fier aux démonstrations ponctuelles souvent mises en avant par les fabricants, un enjeu clé pour distinguer les prototypes de laboratoire des solutions réellement déployables sur le terrain.

La revue s'inscrit dans une évolution du secteur, qui est passé de robots assemblant des mécanismes séparés pour chaque mode de déplacement à des systèmes intégrés inspirés directement de l'anatomie animale. Les auteurs pointent aussi les limites des algorithmes de planification et de contrôle classiques, mal adaptés aux changements brutaux de dynamique lors d'un changement de mode, et misent sur les progrès de l'apprentissage par renforcement, des modèles vision-langage-action (VLA) et des modèles du monde pour rendre ces robots réellement autonomes. Parmi les pistes de conception évoquées figurent les matériaux souples et déformables, le réemploi de structures à fonctions multiples, ainsi que des architectures de flottes de robots simples coopérant pour obtenir collectivement des capacités multimodales.