RechercheInteresting Engineering 25 octobre 2026

Le robot quadrupède ANYmal résout un Rubik's Cube géant en 30 coups, uniquement avec ses pieds

1 source couvre ce sujet·Source originale ↗·

Résumé IASource uniqueImpact UE

Des chercheurs de l'ETH Zürich (Robotic Systems Lab) et de NVIDIA ont fait résoudre un Rubik's Cube géant par un robot quadrupède ANYmal-D, en n'utilisant que ses pieds. Le robot a réussi trois résolutions complètes sur matériel réel, chacune d'environ 30 étapes et de 8 à 9 minutes. Le processus se déroule en trois temps. Le robot contourne le cube, posé librement au sol, et le retourne pour en voir toutes les faces avec sa caméra de profondeur embarquée (ZED X Mini), ce qui lui permet de reconstituer la couleur de chaque case. Un solveur standard calcule la solution, puis un planificateur la traduit en actions: repositionnement, retournements et rotations de couches. Jusqu'à environ 2 mètres, le cube est localisé avec une erreur médiane d'environ 2 cm, et les couleurs sont lues correctement dans 100 % des cas en intérieur et 98,7 % en extérieur. Tout repose sur quatre compétences exécutées avec les pieds: deux retournements de 90 degrés (vers le robot ou à l'opposé) et une rotation d'un quart de tour de la couche supérieure, où le pied droit bloque le cube pendant que le gauche tourne les deux couches du haut. Le sens horaire s'obtient par symétrie miroir du sens antihoraire.

L'intérêt tient moins au cube lui-même qu'à ce que la démonstration montre de la locomotion manipulatrice. Un quadrupède sans bras ni pince enchaîne ici une tâche longue et séquentielle, où la moindre rotation accidentelle d'une couche ruinerait toute la solution. Les compétences ont été apprises en simulation par apprentissage par renforcement, puis transférées au réel: un modèle « enseignant » disposant d'une vue complète de la simulation a été distillé en un modèle « élève » qui n'exploite que les images de profondeur frontales et les capteurs articulaires. C'est un cas concret de transfert simulation vers réel sur un contact riche. Les tests de robustesse sont instructifs: sols à faible friction, pavés (y compris moussus), couches désalignées, patte tirée par une corde, cube écarté avec un bâton, retournement bloqué par une caisse lourde. Les politiques ont récupéré ces perturbations, et les retournements fonctionnent aussi sur d'autres objets (petite boîte légère, récipient cylindrique). Les ablations en simulation indiquent que la perception de profondeur embarquée, la mémoire dans le contrôleur et le contrôle coordonné du corps entier (bloquer et pousser simultanément) améliorent les résultats.

Il faut toutefois relativiser. Seules trois résolutions autonomes sur matériel sont rapportées, et les sources ne donnent ni la taille ni le poids du cube, ce qui empêche d'évaluer la force requise et la transférabilité. Le cycle de 8 à 9 minutes est aussi sans contexte comparatif. Il s'agit d'un résultat de recherche publié sur une page projet et sur arXiv, sans produit ni déploiement industriel annoncé. L'ANYmal est la plateforme quadrupède issue de l'écosystème ETH Zürich (commercialisée par ANYbotics), habituellement dédiée à l'inspection d'installations industrielles. Ces travaux s'inscrivent dans la lignée des démonstrations d'agilité par apprentissage par renforcement du laboratoire, ainsi que des approches de manipulation avec les pattes explorées sur d'autres quadrupèdes. Les suites probables relèvent de la recherche: étendre le répertoire de compétences des pieds et appliquer ces politiques à des tâches utiles, comme actionner des vannes, déplacer des obstacles ou ouvrir des portes, sans ajouter de bras.

Impact France/UE

Travaux issus de l'ETH Zürich (Suisse, hors UE) sur la plateforme ANYmal d'ANYbotics, utiles à la recherche européenne en locomotion manipulatrice sans aucun déploiement annoncé.

Dans nos dossiers

arXiv cs.RO

À lire aussi

1IEEE Spectrum Robotics

Vendredi vidéo : un robot quadrupède résout seul un Rubik's Cube géant

Le laboratoire Robotic Systems Lab de l'ETH Zurich a montré un robot quadrupède qui résout de façon autonome un Rubik's Cube géant en manipulant les faces uniquement avec ses pattes. Dans la même sélection hebdomadaire d'IEEE Spectrum, le KAIST a présenté son humanoïde Humanoid v0.9, développé au DRCD Lab avec les bras conçus par RAILAB. Grâce à un retour visuel embarqué, il pousse des objets jusqu'à 35 kg et en soulève jusqu'à 20 kg pour composer les lettres « KAIST ». Le Robotics and AI Institute a dévoilé dans Science Robotics la main AthenaZero, à trois doigts entrelaçables, actionnée par des tendons. Les moteurs sont déportés dans le torse pour alléger la main, qui se ferme en 80 ms environ et intègre des capteurs de pression barométriques pour moduler la force, de l'œuf au marteau. Côté apprentissage, SuperMimic, de Hybrid Robotics, dépasse en trois heures sur un seul GPU un suivi de mouvement de référence entraîné sept jours sur 128 GPU. Il n'échoue que sur 25 des 129 514 mouvements du benchmark, contre 179 pour la référence, et atteint zéro échec après 9,8 heures sur deux GPU. L'ETH a aussi publié des bioactionneurs centimétriques, avec un muscle squelettique cultivé en laboratoire et un squelette souple imprimé en 3D, conçus ensemble par simulation. Leur amplitude de mouvement est jusqu'à 11 fois supérieure à celle des systèmes précédents à volume de tissu comparable. Le cadre Reflex vise enfin le contrôle réactif du corps entier des humanoïdes, par exemple pour rattraper un objet en moins d'une seconde. L'intérêt de ces travaux est moins dans chaque démonstration que dans ce qu'ils disent de l'état du secteur. Le résultat SuperMimic, s'il tient hors de son benchmark, réduit le coût d'entraînement de plus de 1 000 fois en heures GPU. Cela abaisse la barrière d'entrée pour les équipes qui n'ont pas de grappes de calcul, un levier concret pour la politique de contrôle des humanoïdes. La main AthenaZero attaque un autre goulot, la dextérité à la fois rapide, robuste et délicate, avec une architecture à moteurs déportés plus facile à industrialiser que des mains embarquant leurs actionneurs. Les chiffres du KAIST, 35 kg poussés et 20 kg soulevés, restent des démonstrations de laboratoire sans cycle ni taux de réussite publiés, donc non comparables à un payload industriel. Reflex souligne que la réactivité visuelle du corps entier reste un problème ouvert, loin des cadences exigées en logistique. Ces annonces s'inscrivent dans une compétition où ETH Zurich, KAIST et le RAI Institute, lié à Boston Dynamics, alimentent la recherche que les industriels reprennent ensuite. Parallel Systems, que IEEE Spectrum suivait déjà en 2022, continue ses essais de véhicules ferroviaires autonomes. Unitree poursuit ses teasers et Grain Weevil a présenté un attachement à deux robots pilotés par un seul opérateur. Aucun de ces éléments n'est un produit déployé à l'échelle. Les prochaines échéances académiques sont CoRL 2026 à Austin du 9 au 12 novembre et Humanoids 2026 à Santa Clara du 6 au 9 décembre, où ces approches pourront être confrontées à des évaluations plus rigoureuses.

UEL'ETH Zurich (Suisse, hors UE) y est l'un des principaux contributeurs, ce qui offre une référence de recherche proche des équipes européennes, sans impact direct sur la France/UE.

RecherchePaper

1 source

2arXiv cs.RO

SOMA : manipulation de piles d'objets avec un robot quadrupède

Des chercheurs présentent SOMA, un cadre d'apprentissage par renforcement hiérarchique qui permet à un robot quadrupède dépourvu de bras manipulateur de déplacer des piles de plusieurs objets en les poussant avec tout le corps (manipulation dite non préhensile). Le système découpe le contrôle en deux niveaux. Une politique de haut niveau, fondée sur un encodeur S5 (Simplified Structured State Space Sequence) qui raisonne sur un long historique temporel, prédit des commandes de suivi de cible bornées via des distributions Beta. Une politique de locomotion de bas niveau adapte dynamiquement la configuration des pattes. Nouveauté centrale, la hauteur de la base du robot est contrôlée explicitement, ce qui ouvre des stratégies de poussée en trois dimensions et non plus seulement planes. En simulation, SOMA atteint 90,3 % de réussite pour le repositionnement d'un objet unique et jusqu'à 90,1 % pour des piles dynamiques de deux caisses, avec des tolérances strictes de 0,05 m en position et 1° en orientation. Le transfert vers le réel, réalisé sans réentraînement (zero-shot), a été validé sur un Unitree Go1 avec des charges de masses et de géométries variées. L'intérêt tient à la question traitée : que peut faire un quadrupède standard, sans bras, pour déplacer des charges lourdes ou instables ? La plupart des travaux de poussée se limitent au plan et traitent chaque objet isolément. Ici, la pile est gérée comme un système unique, en évitant le glissement relatif ou le basculement des couches supérieures, ce qui correspond à des scénarios logistiques ou de chantier où l'on déplace des palettes ou des caisses empilées sans équipement dédié. Le fait que le robot ajuste sa hauteur pour conserver adhérence et équilibre sous charge suggère un levier de contrôle encore peu exploité sur ces plateformes. Il faut toutefois rester prudent : les chiffres de 90 % proviennent de simulation, la validation réelle est qualitative d'après le résumé, sans taux de réussite publié, et le Go1 est une plateforme de recherche d'entrée de gamme dont les charges restent modestes. Il s'agit d'un résultat académique (preprint arXiv, non évalué par les pairs), très loin d'un produit ou d'un déploiement industriel. Ce travail s'inscrit dans la lignée de la locomotion apprise par simulation massivement parallèle, qui a rendu le transfert zero-shot courant sur les quadrupèdes Unitree, ANYmal ou Spot. La manipulation avec les pattes ou le corps entier, déjà explorée pour pousser des objets ou ouvrir des portes, reste en revanche moins mature que la locomotion. Face à elle, les approches concurrentes équipent le quadrupède d'un bras (Spot Arm, ANYmal avec manipulateur, Go2 modifié), au prix de coût, de poids et de complexité supplémentaires. SOMA propose l'alternative inverse, sans matériel additionnel. Les suites naturelles seraient des essais sur des plateformes plus robustes, des piles de plus de deux objets, des sols variés et des mesures réelles de réussite et de charge maximale, éléments absents du résumé.

UEPas d\'impact direct sur la France/UE

RecherchePaper

1 source

3Interesting Engineering

Robots quadrupèdes : des pieds poreux imprimés en 3D réduisent la consommation de batterie

Une équipe de la Seoul National University of Science and Technology (SEOULTECH) a mis au point des pieds de robot imprimés en 3D à structure poreuse, capables de réduire la consommation électrique des robots quadrupèdes pendant la marche. Ces pieds légers reposent sur des structures TPMS (triply periodic minimal surface), des réseaux tridimensionnels répétitifs qui absorbent et restituent l'énergie d'impact au contact du sol. Les chercheurs ont conçu et testé trois variantes hémisphériques (primitive, gyroïde, diamant), évaluées par tests de compression : la structure en diamant, avec une densité relative de 60 %, a offert le meilleur compromis entre flexibilité, absorption des chocs et pertes d'énergie minimales. Associée à un contrôleur d'apprentissage par renforcement profond (DRL) qui synchronise les mouvements moteurs avec l'énergie stockée puis relâchée par le pied à chaque pas, cette solution a été testée sur le robot quadrupède commercial RBQ-10, à des vitesses comprises entre 0,4 et 1,0 mètre par seconde. Résultat : une baisse de la consommation de la batterie allant de 1,4 % à 6,2 % selon la vitesse, sans perte de stabilité de la marche. Cette avancée s'attaque à l'un des principaux freins à l'adoption des robots quadrupèdes dans l'industrie : leur appétit énergétique, nettement supérieur à celui des robots à roues, puisque chaque pas nécessite un effort moteur continu. Pour des usages comme l'inspection industrielle, la logistique en entrepôt ou les missions de recherche et sauvetage, où l'autonomie de la batterie conditionne directement le temps d'opération sur le terrain, un gain de quelques points de pourcentage peut se traduire par des cycles d'utilisation plus longs sans recharge. L'intérêt de l'approche tient aussi à sa simplicité mécanique : plutôt que d'intégrer des ressorts dans la structure des jambes, comme le font d'autres conceptions, l'énergie est stockée directement dans le pied, ce qui allège l'architecture globale. Comme les structures TPMS peuvent être produites avec des imprimantes 3D standards, la technique pourrait être relativement simple et peu coûteuse à intégrer sur d'autres plateformes robotiques. Il faut toutefois noter que les gains restent modestes (1,4 à 6,2 %) et mesurés en conditions de laboratoire sur un seul modèle de robot. Le travail s'inscrit dans une recherche plus large sur l'efficacité énergétique des robots à pattes, un domaine où des acteurs comme Boston Dynamics (Spot), ANYbotics (ANYmal) ou Unitree explorent différentes pistes mécaniques et logicielles pour prolonger l'autonomie. En combinant une innovation purement mécanique, la structure poreuse du pied, à une couche de contrôle par intelligence artificielle capable d'exploiter cette élasticité en temps réel, l'équipe de SEOULTECH illustre une tendance de fond dans la robotique de terrain : l'optimisation conjointe du matériel et du logiciel plutôt que l'amélioration isolée de l'un ou de l'autre. Les chercheurs n'ont pas communiqué de calendrier pour une éventuelle industrialisation de cette technologie de pied.

RecherchePaper

1 source

4arXiv cs.RO

Glissement d'objets par manipulation des pieds sur un robot bipède à roues avec contrôle hiérarchique

Des chercheurs ont publié sur arXiv (arXiv:2606.19233, juin 2026) un framework de contrôle hiérarchique permettant à des robots bipèdes à roues d'effectuer des tâches de manipulation d'objets au sol à l'aide de leurs membres inférieurs motorisés, une capacité baptisée "pédimanipulation mobile". Le système repose sur un contrôleur prédictif non linéaire (NMPC) construit sur un modèle dynamique simplifié à trois corps rigides (TRB), intégrant explicitement le degré de liberté en roulis de hanche et plusieurs modes de contact roue-sol. En expérimentation réelle, le robot a récupéré un objet de 1 kg coincé sous un bureau et déplacé latéralement un objet de 4 kg sur une distance de 0,228 m via une motion de type "scooting". Deux primitives de mouvement ont été validées sur hardware : scooting (poussée frontale par rotation des roues) et lateral sliding (déplacement latéral par pas de côté). L'intérêt industriel de cette approche réside dans sa réutilisation du train roulant comme effecteur de manipulation, sans bras supplémentaire ni outil dédié. Le NMPC régule simultanément la locomotion et les forces d'interaction, ce qui signifie que le robot maintient son équilibre tout en exerçant un effort contrôlé sur l'objet, un problème de couplage non trivial. Le planificateur de trajectoire intègre les transitions adhérence-glissement (stick-slip) dans le contact sol-objet, un phénomène souvent ignoré dans les démos en simulation mais critique en conditions réelles. C'est un résultat concret qui réduit le demo-to-reality gap sur la manipulation au sol, habituellement dominée par les manipulateurs à bras. Les robots bipèdes à roues constituent une architecture émergente entre AMR classiques et humanoïdes complets : Agility Robotics (Digit), Boston Dynamics (Spot avec extension roues dans certaines configs), et des plateformes académiques comme le Cassie de l'Oregon State University ont popularisé cette morphologie. Ce travail s'inscrit dans un courant de recherche sur la pédimanipulation, utiliser les jambes comme manipulateurs, que l'on retrouve aussi sur quadrupèdes (ANYmal, Go2). La prochaine étape probable est l'extension à des objets non rigides ou à des surfaces non planes, ainsi que l'intégration de perception pour fermer la boucle en environnement non structuré.

RecherchePaper

1 source