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21 Mar, 2024

SKOOTR: Le robot tridimensionnel omnidirectionnel trottine, roule et grimpe

SKOOTR: Le robot tridimensionnel omnidirectionnel trottine, roule et grimpe

Le robot SKOOTR se déplace sur trois pattes motorisées, une grande sphère en rotation libre lui conférant une stabilité supplémentaire.

Un petit groupe de recherche de l’université du Michigan a mis au point un robot à trois pattes baptisé SKOOTR qui roule en marchant, peut se déplacer dans n’importe quelle direction et peut même s’élever pour franchir des obstacles.

L’idée du projet SKOOTR (SKating, Omni-Oriented, Tripedal Robot) a été lancée par Talia Y. Moore, professeur adjoint au laboratoire Evolution and Motion of Biology and Robotics (EMBiR) de l’université du Michigan.

« Cette idée m’est venue alors que je roulais sur ma chaise de bureau entre deux groupes d’étudiants », explique Talia Y. Moore. « Je me suis rendu compte que la chaise de bureau à roulement passif pouvait facilement tourner dans n’importe quelle direction et que je pouvais utiliser mes jambes pour effectuer toute une série de manœuvres tout en restant remarquablement stable. J’ai réalisé que cette manœuvrabilité omnidirectionnelle est similaire à la façon dont les ophiures changent de direction en nageant ».

L’un de ses étudiants, Adam Hung, a décidé de concevoir et de construire un robot doté de capacités similaires, avec l’aide de Challen Enninful Adu et de Taila Moore. Bien que les robots à trois pattes puissent tourner sur eux-mêmes, le fait de soulever l’un de ces membres pour se déplacer peut entraîner une « locomotion inefficace et dynamiquement instable ». Pour contourner cet inconvénient, Adam Hung a ajouté une sphère en rotation libre.

« En soulevant sa sphère avec ses jambes, SKOOTR peut surmonter des obstacles qui seraient difficiles à franchir pour d’autres robots roulants », explique Talia Y. Moore, de l’équipe EMBiR.

SKOOTR est doté d’une structure centrale qui sert de centre de contrôle avec une carte Arduino Uno, une unité de mesure inertielle et une batterie Li-Po. Il est également équipé d’une cage inférieure avec des roulements sphériques qui entrent en contact avec la sphère en quatre points.

Chacune des jambes montées sur ce moyeu possède deux articulations rotatives planes actionnées par des servomoteurs du commerce. Un « effecteur hybride » se trouve à l’extrémité de chaque jambe, où un petit servo déploie un roulement sphérique pour le faire rouler ou le rétracte de manière à ce qu’un capuchon en caoutchouc entre en contact avec le sol pour pousser ou tirer le robot.

La grande sphère centrale fournit au robot un point de contact supplémentaire lorsqu’il se déplace, ce qui améliore sa stabilité. Mais le mécanisme peut également saisir la balle, la soulever du sol et permettre aux jambes de franchir des obstacles tels que des marches ou des objets encombrants avant de l’abaisser à nouveau et de repartir.

« Grâce à la combinaison de la sphère centrale et des multiples jambes, SKOOTR est incroyablement stable », a déclaré Taila Moore. « Nous avons réalisé de nombreuses expériences avec SKOOTR et il est pratiquement impossible de le renverser lorsqu’il fonctionne. Il est également capable de bien plus que ce que l’on pourrait croire en regardant simplement la démarche du « skooting ». En soulevant sa sphère à l’aide de ses jambes, SKOOTR peut franchir des obstacles qui seraient difficiles à franchir pour d’autres robots roulants. SKOOTR peut même monter des escaliers ».

Projet d’été inspiré par les animaux à symétrie radiale tels que les ophiures, le robot SKOOTR apporte de la stabilité à la mobilité à trois pattes

Les plans de construction, les fichiers CAO et le code sont libres, de nombreuses pièces du robot peuvent être imprimées en 3D avec du filament PLA et des composants prêts à l’emploi peuvent être achetés en ligne. Le coût du projet est estimé à environ 500 dollars américains.

L’équipe EMBiR voit des applications potentielles dans la cartographie et l’exploration d’environnements intérieurs difficiles, ainsi que dans la livraison de charges utiles et en tant qu’outil éducatif relativement peu coûteux. Les prochaines étapes consisteront à ajouter des capteurs pour la localisation autonome, la planification des mouvements et la cartographie.

https://www.embirlab.com/skootr

https://techxplore.com/news/2024-03-skating-tri-robot-capable-highly.html