RechercheInteresting Engineering 31 août 2026

Vidéo : un robot souple à infrarouge saute en continu et se réinitialise seul

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Des chercheurs de la North Carolina State University ont mis au point un robot souple, en forme de goutte d'eau, capable de sauter en continu sous l'effet d'une simple exposition à la lumière infrarouge, sans moteur, batterie ni mécanisme externe de réarmement. Le système repose sur un anneau en élastomère à cristaux liquides à réponse photothermique, associé à une queue rigide en forme de V. Sous infrarouge, l'élastomère se contracte et fait vriller l'anneau souple ; la queue en V contraint ce mouvement, ce qui accumule de l'énergie élastique jusqu'à un seuil critique, où la queue claque contre le sol et projette le robot dans les airs. Pendant le vol, l'anneau se détord naturellement et retrouve sa configuration initiale, ce qui réarme le mécanisme sans intervention extérieure et permet au cycle de se répéter tant que l'éclairage infrarouge est maintenu. L'angle de la queue en V détermine le mode de déplacement : 120 degrés pour ramper, 90 degrés pour des sauts vers l'avant, environ 50 degrés pour des sauts verticaux. En décalant le centre de masse vers l'extrémité arrondie, les chercheurs ont obtenu des sauts directionnels plus puissants et plus stables. Selon l'équipe, les versions optimisées atteignent des sauts verticaux dépassant 80 fois la hauteur du robot et des bonds horizontaux de plus de trois fois sa longueur, avec des essais réussis sur pentes, obstacles, herbe, sable, roches, paillis et interfaces eau-terre.

L'intérêt de cette approche tient à l'absence totale d'électronique embarquée, de moteurs ou de systèmes de contrôle complexes pour produire un mouvement répétitif et autonome, ce qui tranche avec la plupart des robots sauteurs classiques qui nécessitent un actionneur dédié pour se réarmer après chaque bond. Pour l'industrie de la robotique souple, cela illustre une voie alternative où la géométrie du matériau encode directement le comportement locomoteur, réduisant le poids, le coût et la complexité de commande, des critères clés pour des essaims de mini-robots ou des dispositifs jetables destinés à des environnements difficiles d'accès. Cette démonstration reste toutefois un résultat de laboratoire, sans lien avec les architectures VLA ou les plateformes humanoïdes qui dominent l'actualité robotique commerciale actuellement ; il s'agit d'une avancée en science des matériaux et en robotique molle, pas d'un produit prêt à être déployé.

Le travail s'inscrit dans un courant de recherche plus large sur les élastomères à cristaux liquides, des matériaux déjà étudiés pour des applications d'actionnement souple déclenché par la lumière ou la chaleur, mais rarement combinés à un mécanisme mécanique de stockage et de libération d'énergie aussi simple. L'équipe de NC State a modélisé mathématiquement la dynamique de torsion, de claquement et de saut pour caractériser et optimiser le système. Aucun calendrier de commercialisation, de partenariat industriel ou d'essai sur le terrain n'a été communiqué : les chercheurs évoquent des pistes d'exploration future comme la navigation environnementale, la robotique en essaim ou le déplacement autonome sur terrains non structurés, sans détailler de prochaine étape concrète au-delà de la publication scientifique.

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Estimation des états dynamiques d'un robot à continuum souple à partir de ses limites

Des chercheurs en robotique publient une nouvelle méthode d'estimation d'état pour les robots à corps continu souples, dans une version révisée (v3) d'un article déposé sur arXiv. Le problème traité : ces robots ont des états (poses, déformations, efforts internes, vitesses) intrinsèquement de dimension infinie du fait de leur déformabilité continue, alors que les capteurs ne fournissent que des mesures discrètes. Une méthode récente, l'observateur de frontière (boundary observer), utilise la théorie des tiges de Cosserat pour reconstruire l'ensemble de ces états à partir de la vitesse mesurée en bout de robot, captée en général par un système de capture de mouvement externe. L'équipe propose ici une conception duale : plutôt que la vitesse en bout, elle mesure l'effort interne (wrench) à la base du robot, avec un simple capteur de force/couple. Les deux familles d'observateurs, fondées sur des principes de dissipation d'énergie, peuvent être combinées. Une analyse basée sur la théorie de Lyapunov montre que la vitesse de convergence s'améliore puis se dégrade quand les gains de l'observateur augmentent, une tendance convexe qui permet un réglage efficace des paramètres. Les auteurs identifient aussi des cas où états linéaires et angulaires se déterminent mutuellement, réduisant encore le besoin de capteurs. Les essais, en simulation et sur un robot continu actionné par tendons, valident la convergence en mouvements dynamiques rapides, l'existence de gains optimaux, la robustesse au bruit de mesure, aux forces externes et aux incertitudes de modèle, ainsi que des performances de calcul temps réel. Pour l'industrie de la robotique souple, l'apport pratique est concret : remplacer un système de capture de mouvement externe, coûteux, encombrant et limité à un espace calibré, par un simple capteur de force/couple embarqué à la base réduit le coût et la complexité d'installation, et ouvre la voie à des déploiements hors laboratoire, en environnement industriel confiné, en chirurgie mini-invasive ou en inspection. C'est aussi une réponse à un doute récurrent du secteur : peut-on estimer en continu et en temps réel l'état complet d'un robot souple sans instrumentation lourde. Les résultats, avec règle de réglage de gain systématique et calcul temps réel démontré, suggèrent que oui, au moins pour cette classe de robots à tendons, même si l'étude reste validée en simulation et sur un seul prototype expérimental, loin d'un système intégré prêt à l'emploi. Ces travaux prolongent directement l'observateur de frontière initial, qui s'appuyait déjà sur la théorie des tiges de Cosserat mais imposait une mesure de vitesse en bout de robot, donc un dispositif de capture de mouvement externe. En proposant une version duale reposant sur un capteur de force/couple à la base, les auteurs suppriment cette contrainte et élargissent le champ d'application aux configurations où un mocap est impraticable. L'article ne mentionne aucun partenariat industriel ni calendrier de transfert vers un produit commercial ; pour ce type de travaux académiques, les suites attendues sont l'extension à des robots multi-segments ou à actionnement pneumatique, et des essais en conditions réelles au-delà du banc de laboratoire.

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Vidéo : un robot de la taille d'une main à 8 actionneurs intelligents marche, trotte et saute

Le Q8botOne est un robot quadrupède open-source de la taille d'une paume de main, conçu par Eric Wu et destiné aux hobbyistes, étudiants, chercheurs et développeurs. Contrairement à son prédécesseur Q8bot -- qui nécessitait un assemblage manuel -- le Q8botOne est livré entièrement monté et prêt à l'emploi dès la mise sous tension. Sa mobilité dynamique repose sur huit actionneurs intelligents DYNAMIXEL de la série XL, qui animent des pattes à liaison parallèle légères, fabriquées par impression 3D Multi Jet Fusion (MJF) et équipées de joints à roulements de précision. Ces pattes permettent au robot de marcher, de trotter et de sauter, des capacités habituellement réservées à des plateformes bien plus encombrantes et coûteuses. Le système de contrôle s'articule autour d'un microcontrôleur ESP32-C3-MINI-N4, alimenté par une batterie lithium-ion avec circuit de protection intégré. L'électronique est entièrement centralisée sur un PCB personnalisé, éliminant le câblage distribué caractéristique des projets DIY classiques. Le robot sera disponible prochainement via une campagne Crowd Supply, dont le prix n'a pas encore été communiqué. Ce qui distingue le Q8botOne dans le paysage de la robotique éducative est l'intégration verticale de sa conception : PCB central, actionneurs de série DYNAMIXEL -- habituellement réservés à des plateformes de recherche -- et châssis MJF constituent une combinaison rare à ce format. En supprimant la phase d'assemblage, le projet abaisse significativement le seuil d'entrée pour expérimenter la locomotion quadrupède, un domaine traditionnellement onéreux en temps et en matériel. L'interface UART supporte des coprocesseurs comme un Raspberry Pi avec une alimentation jusqu'à 5 V à 3 A, ouvrant la voie à des applications de vision par ordinateur, de navigation autonome ou d'IA embarquée. Un connecteur Qwiic facilite l'ajout de capteurs compatibles SparkFun et Adafruit sans câblage complexe. Ces choix d'architecture font du Q8botOne un banc d'essai crédible pour la recherche en locomotion et en contrôle, pas uniquement un gadget grand public. Le Q8botOne s'inscrit dans la lignée du Q8bot original, dont il reprend l'approche agile et low-cost tout en franchissant un cap vers la clé-en-main. Le secteur des petits quadrupèdes open-source est animé par des projets comme le Unitree Go1 Nano ou le SpotMicro, mais peu proposent une intégration PCB aussi poussée à ce gabarit. Sur le segment éducatif, le Q8botOne se positionne face aux kits Freenove ou aux dérivés MiniCheetah, avec l'avantage d'actionneurs DYNAMIXEL reconnus pour leur fiabilité dans les labos de recherche. Les fichiers mécaniques sont développés dans Onshape, garantissant l'accessibilité à l'écosystème open-source. La campagne Crowd Supply, dont la date de lancement reste à confirmer, sera le vrai test de la demande du marché pour une plateforme quadrupède aussi compacte et prête à l'emploi.

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3arXiv cs.RO

Modélisation et contrôle d'un robot souple inspiré de l'anguille pour l'optimisation de sa conception

Un article publié sur arXiv (référence 2608.14860v1) présente un modèle de simulation pour un robot souple bio-inspiré de l'anguille, conçu pour reproduire la nage anguilliforme, un mode de locomotion ondulatoire réputé pour son efficacité énergétique. Les auteurs couplent un modèle par éléments finis (FEM) d'une tige élastique, censé représenter les matériaux souples du corps du robot, à un modèle de forces hydrodynamiques simulant son comportement dans l'eau. L'approche FEM permet de faire varier les propriétés du matériau dans le temps, ce qui autorise notamment la simulation de dégradations ou de défaillances progressives de la structure. Le modèle sert à tester des stratégies de contrôle censées produire les mouvements de nage souhaités, et à comparer différentes configurations de conception. Résultat marquant de l'étude : des designs légèrement asymétriques offrent une manœuvrabilité supérieure tout en conservant des vitesses de nage comparables à celles des configurations symétriques. Ce travail se situe dans le champ de la modélisation, pas dans celui du prototype physique validé en bassin ou en mer, une distinction importante à garder en tête. Sa valeur pour l'industrie de la robotique souple tient à ce qu'il fournit un outil d'optimisation de conception avant fabrication, permettant de tester virtuellement la robustesse de différentes architectures et l'impact de l'usure des matériaux, plutôt que de multiplier des itérations coûteuses de prototypes physiques. Pour les équipes développant des systèmes de contrôle model-based sur des robots souples, disposer d'un modèle FEM couplé à l'hydrodynamique offre une base plus fidèle que les représentations rigides multi-segments habituellement utilisées, un enjeu clé pour rapprocher simulation et comportement réel. La nage anguilliforme intéresse la robotique depuis longtemps pour son rendement énergétique, mais sa reproduction fidèle s'est longtemps heurtée aux limites des matériaux rigides et des modèles simplifiés. L'arrivée de nouveaux matériaux souples a relancé les tentatives de robots-poissons bio-inspirés, rendant nécessaires des outils de modélisation plus précis pour guider leur conception. L'article ne mentionne pas de prototype physique construit ni de calendrier de test en conditions réelles ; il présente le modèle comme une base destinée à orienter de futures décisions de conception pour des tâches spécifiques, la validation expérimentale restant une étape à venir.

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4arXiv cs.RO

Glance-Say : collaboration homme-robot multimodale et reconnaissance d'intention via un regard soutenu

Des chercheurs proposent Glance-Say, un cadre d'interaction multimodale associant regard et parole pour la manipulation robotique assistive destinee aux personnes a mobilité réduite. Le système repose sur un algorithme dit de "regard collant" (sticky-glance) qui stabilise la sélection de cible en cumulant conjointement la distance géométrique et l'évidence directionnelle du regard, un mécanisme conçu pour compenser les micro-saccades oculaires et l'ambiguïté sémantique dans des environnements comportant plusieurs objets. Dans ce paradigme, le regard désigne l'objet vise pendant que la commande vocale précise l'action a exécuter, le tout couple a un schéma de contrôle partage en continu qui maintient le bras robotique en état de haute réactivité tout en intégrant un retour humain-dans-la-boucle. Les expériences rapportées affichent un taux de suivi de 0,92 pour des cibles mobiles, une précision de sélection de 0,97 pour des cibles statiques, ainsi qu'une réduction du temps nécessaire pour accomplir les taches, par rapport aux paradigmes d'interaction de référence. Pour l'assistance robotique aux personnes en situation de handicap moteur, ce travail s'attaque a un verrou concret: les interfaces regard-plus-voix existantes échouent souvent des que plusieurs objets similaires sont présents ou que l'utilisateur bouge la tête, forçant des ré-sélections fastidieuses. Une méthode qui stabilise l'intention en temps réel sans capteur exotique, en s'appuyant sur des signaux de regard et de parole standards, rapproche ce type d'interface d'un usage quotidien réaliste plutôt que d'une démonstration de laboratoire en conditions idéales. Pour les intégrateurs travaillant sur des bras assistifs ou des fauteuils robotises, cela ouvre la voie a des contrôles plus naturels, sans dispositifs de pointage dédiés ni entrainement lourd de l'utilisateur. Ce travail s'inscrit dans la lignée des recherches en interaction cerveau-machine et interfaces oculaires pour l'assistance, un champ historiquement freine par le bruit du regard et l'ambiguïté des commandes vocales isolées. Publie sur arXiv en tant que version révisée, l'article ne mentionne pas de partenariat industriel ni de déploiement au-delà du banc d'essai expérimental; les prochaines étapes attendues concernent une validation sur davantage d'utilisateurs et de scenarios de manipulation réels, ainsi qu'une comparaison plus large face aux systèmes commerciaux d'assistance existants.

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