Le robot chien à flexibilité rapide se faufile dans les espaces restreints à une vitesse de référence 50 fois supérieure
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Tous les quadrupèdes que nous présentons ont un corps rigide et monobloc, ce qui semble convenir à la plupart de leurs frasques. Mais une colonne vertébrale flexible pourrait être plus adaptée à certaines situations d'escalade, et c'est là que le robot-chien KLEIYN pourrait briller.
Les robots quadrupèdes à dos rigide sont non seulement utiles pour transporter du matériel, mais aussi très agiles. Leur flexibilité pourrait également être utile s'ils doivent se faufiler dans des espaces restreints, comme pour grimper à l'intérieur d'une cheminée, par exemple.
Les scientifiques du même laboratoire de l'Université de Tokyo qui nous a apporté un robot musculo-squelettique anatomiquement correct , un DRAGON volant et un chauffeur humanoïde ont introduit un robodog avec un dos articulé pour s'attaquer à une telle tâche, ainsi qu'à attaquer des terrains de hauteur variée - comme ceux que vous pourriez trouver sur les sites de catastrophes - avec facilité.
Le robodog KLEIYN peut s'attaquer à divers terrains et grimper également dans la nature
Cette articulation au niveau de la taille permet de cambrer légèrement le dos pour réduire la longueur du corps du robot, ou de le fléchir pour naviguer dans des environnements complexes. Plutôt que d'installer des pinces ou des griffes à l'extrémité des pieds pour aider KLEIYN à s'agripper aux surfaces verticales irrégulières et défier la gravité, l'équipe JSK a choisi que les articulations des jambes exercent une pression suffisante contre les parois lisses opposées pour maintenir le robot en l'air.
Chaque jambe possède trois degrés de liberté, ainsi qu'une articulation d'axe de tangage au niveau de l'épaule et du genou arrière. Toutes les articulations sont équipées d'actionneurs avec un rapport de réduction de 1:10 et un couple de 25 Nm. Alors que les deux articulations des mollets des robots-chiens comme le Go2 et le Lynx sont orientées dans la même direction, celles du robot JSK sont orientées dans des directions opposées pour un meilleur contact vertical au niveau des coussinets sans impacter sa démarche.
L'articulation de taille présente un degré de liberté et un rapport de réduction de 1:9 pour le moteur de 40 Nm. Elle est fixée à des boîtiers identiques, enveloppés d'aluminium, qui abritent des composants tels que la batterie et l'ordinateur de bord : l'un à l'avant, surmonté d'une unité LiDAR avec IMU intégrée, et l'autre à l'arrière.
Les chercheurs ont utilisé une nouvelle plateforme d'apprentissage par renforcement appelée Contact-Guided Curriculum Learning pour offrir au quadrupède l'expérience virtuelle nécessaire pour maîtriser l'escalade de cheminées en position debout. Après un entraînement dans des espaces virtuels, l'équipe a érigé deux panneaux de contreplaqué pour former trois ensembles de murs, chacun avec une largeur d'espacement différente : 800, 900 et 1 000 mm.
Apprendre à grimper dans un environnement simulé (en haut) et appliquer cela à des tests en conditions réelles (en bas)
Le quadrupède a ensuite reçu l'ordre de grimper. Dans le cas de l'espace de 800 mm, le robot a atteint des vitesses de montée allant jusqu'à 170 mm par seconde, soit, selon l'équipe, 50 fois plus rapide que l'hexapode RoMeLa SiLVIA de l'UCLA , dont la vitesse de montée est estimée à 3 mm/s. L'équipe a également testé la locomotion classique, en gravissant des escaliers et en marchant sur des surfaces irrégulières.
Le robot-chien KLEIYN pèse 13 kg, mesure 400 mm et possède une longueur de corps de 760 mm. Les applications pratiques pour les inspections industrielles sont assez évidentes, mais les opérations de recherche et de sauvetage pourraient également bénéficier de cette conception polyvalente et de cette plateforme d'apprentissage virtuel.