Des robots bâtisseurs inspirés du comportement des termites

Des robots bâtisseurs inspirés du comportement des termites

© Photo Eliza Grinnell / Université Harvard

 

 

Construire une structure aussi complexe qu'une cathédrale ou une pyramide égyptienne sans qu'un maître d'oeuvre donne une instruction aux ouvriers, et même sans que ces derniers communiquent entre eux, a, à première vue, tout d'une utopie. Pourtant, si l'usage n'est pas de règle dans les communautés humaines, les exemples dans le règne animal foisonnent. Chez les insectes sociaux, tels que les abeilles, les fourmis ou encore les termites, la reine ne donne jamais d'instruction aux ouvrières de la colonie, qui s'avèrent pourtant des championnes en matière de productivité. Partant de ce constat, une équipe pluridisciplinaire de chercheurs de l'école d'ingénierie de l'université de Harvard, aux États-Unis, est parvenue à mettre au point des robots constructeurs autonomes et redoutablement efficaces. Ils ont singé le comportement du termite...

Lorsque qu'une colonie de termites fabrique sa "ô combien" complexe termitière, ses membres utilisent une stratégie de communication indirecte baptisée stigmergie. C'est-à-dire que, pour savoir ce qu'ils ont  à faire, ils observent et analysent les changements de l'environnement opérés par les membres de leur tribu, et s'y adaptent. Par exemple, quand l'ouvrier termite confectionne sa boulette de terre, brique de construction élémentaire, il y incorpore des phéromones qui vont attirer les autres bâtisseurs de sorte que ceux-ci viendront naturellement y déposer leur propre boulette. Et, peu à peu, un édifice complexe va surgir sans même que les termites en aient "discuté" entre eux.

Intelligence collective

De la même façon, les robots "Termes" créés par l'équipe de Harvard, qui ont récemment fait la une du magazine Science, sont capables de bâtir des structures complexes en trois dimensions telles que des modèles réduits de château ou de pyramide, sans aucun pilotage centralisé. Ces robots miniatures, qui mesurent moins d'une vingtaine de centimètres, ont certes tous été programmés pour fabriquer le même édifice, mais chacun n'effectue que des tâches simples du type avancer, reculer, tourner à angle droit, éviter les collisions, grimper sur une brique, porter et déposer leur brique selon un plan établi et au regard du travail déjà effectué. Un comportement basique d'où émerge pourtant une sorte d'intelligence collective.

Ainsi, lorsqu'on leur demande de construire une réplique de la pyramide maya de Chichén Itzá, dont l'original se trouve au Mexique, ils commencent spontanément par bâtir une sorte d'escalier qui leur permet ensuite de mettre en place plus facilement le reste de la structure. Et si un quelconque obstacle conduit à modifier les plans, encore une fois, ils s'y adaptent.

 

Leur principal atout est qu'ils n'ont pas d'ordre à recevoir, ce qui signifie également qu'ils ne sont pas dépendants d'un système de communication pour fonctionner. Autrement dit, on pourrait très bien les déposer sur Mars et leur laisser bâtir une base sans avoir pratiquement à intervenir.

Hugh Herr : l’ingénieur aux 8 prothèses de jambes bioniques

Hugh Herr : l’ingénieur aux 8 prothèses de jambes bioniques

Hugh Herr est devenu une véritable star pour ne pas dire un demi-dieu dans le monde des prothèses bioniques mais aussi dans celui des passionnés de droïdes.

Sa particularité ?

Etant lui-même amputé à la suite d’un accident survenu lors d’une expédition d’alpinisme il décide de se lancer dans la conception et la fabrication de ses propres prothèses ce qui va le propulser très vite dans le domaine des très hautes technologies.

Hugh Herr est à ce titre persuadé d’une seule et une seule chose : dans un avenir proche, il vaudrait mieux être une personne amputée qu’une personne valide.

Il est d’ailler convaincu que d’ici une vingtaine d’années, un adulte amputé pourra se mouvoir plus facilement qu’un adolescent de 18 ans.

Cette certitude, il la tire du fait que ses prothèses destinées à l’escalade (et développées par ses soins) lui permettent à l’heure actuelle de grimper à un rythme supérieur à ce qu’il pouvait accomplir par le passé.

Devenu directeur du groupe Biomécatronique de la prestigieuse Université Harvard aux États-Unis, il peut se concentrer entièrement à sa passion : l’avancement des procédés d’incorporation de machines dans le fonctionnement du corps humain. Un domaine ou il excelle pour preuve, sa collection de brevets comme celui du Rheo Knee, genou artificiel commandé par ordinateur ou celui de la première prothèse de cheville robotisée du monde.

En plus de sa fonction au MIT, il a fondé son entreprise BIOM (précédemment iWalk) spécialisée dans le domaine de membres bioniques.

Pour l’instant, Hugh Herr a développé et mis au point huit catégories de paires de jambes bioniques pour des usages très spécialisés : pour la marche, pour la course, pour l’escalade en montagne…

Son but ultime est de fusionner toutes les particularités de ces différentes prothèses en une seule qui deviendrait en quelque sorte LA prothèse ultime.

Prolongement pratique de sa passion, Le MIT et sa société Biom ont investi 50 millions de dollars afin de développer une nouvelle batterie qui permettrait d’améliorer les performances des prothèses (capables actuellement d’atteindre une limite de trois mille pas par charge).

De même, les deux partenaires désirent renforcer la durée de vie des joints qui ne dépassent actuellement pas les cinq années.

Tout ce travail aura-t-il des répercutions concretes chez toutes les personnes amputées et handicapées ?

Sans aucun doute ! En effet, Hugh Herr et le MIT étudient actuellement différents modèles d’exosquelettes qui présentent tous la particularité de se connecter au corps de manière moins contraignante qu’une prothèse bionique.

Une fois les études, les propositions et le matériel validés, le MIT compte mettre à disposition de tous les codes et les modèles 3D des membres robotisés afin d’en élargir l’accès à tous.

Plus que jamais il faudra compter sur Hugh Herr et le MIT comme acteurs principaux de la mise au point des jambes et prothèses bioniques de demain.

Le travail de Hugh Herr est à ce point reconnu qu’il possède sa propre page Wikipédia (US) ou vous pourrez d’ailleurs en savoir plus sur sa biographie, ses publications et son travail. Pour cela une seule adresse :

http://en.wikipedia.org/wiki/Hugh_Herr

Article original : www.handimobility.org

Un vrai Robocop conçu par des étudiants américains ?

Un vrai Robocop conçu par des étudiants américains ?

Que diriez-vous si vous étiez amenés à vous faire contrôler en voiture par un… robot ?! C'est le projet qui est en train de voir le jour à l'université internationale de Floride.

Telebot. Voici le nom donné par des étudiants de l'université internationale de Floride (Etats-Unis) à leur création : un robot d' 1 mètre 80 et de 34 kg.

 

 

 

 

 

 

Lancé en 2012 grâce au don de 20 000 dollars de Jeremy Robins, un lieutenant de l'armée américaine, le projet est développé par les étudiants du Discovery Lab (laboratoire de découvertes, ndlr) de leur université. Si le robot sera en grande partie inspiré du film Robocop, quelques différences sont tout de même à noter.

En effet, contrairement au film, Telebot n'est pas une armure dans laquelle se trouve un homme. Le robot sera commandé à distance par "un casque Oculus Rift, une veste et des gants équipés de capteurs de mouvements" selon 20 minutes. Pour percevoir et s'approprier au mieux les espaces environnants, le "pilote" à distance pourra profiter des installations dernier cri dont bénéficie le robot. À savoir, trois caméras HD et une multitude de capteurs.

Dernière nouveauté, la fonction du robot. Alors que Robocop est connu pour faire respecter l'ordre en tant que flic, Telebot sera lui aussi bien commandé par des militaires que des policiers invalides. Après les drones commandés par la gestuelle, voilà une nouvelle invention qui confirme notre passage dans une nouvelle ère technologique.

D'ailleurs, à tous les passionnés, le concours Open Web est le principal révélateur des talents des nouvelles technologies. Pensez-y !

Vision future

Une lentille de contact bionique pourrait assister les non-voyants

Un chercheur de l’université israélienne Bar-Ilan a développé un prototype de lentille de contact bionique qui traduit les images enregistrées par un appareil photo en sensations tactiles diffusées via des électrodes directement sur la cornée afin de permettre à des personnes aveugles de " voir " des objets. Une campagne de financement est en cours pour finaliser le prototype et réaliser un essai clinique.

Le Google X Lab, le laboratoire de recherche de Google dont sont issues les voitures autonomes et les lunettes connectées Glass, a récemment annoncé la mise au point de lentilles de contact capables de mesurer la glycémie. En outre, des chercheurs israéliens travaillent sur une lentille bionique qui permettrait aux aveugles de " voir " des objets.

Le Google X Lab, le laboratoire de recherche de Google dont sont issues les voitures autonomes et les lunettes connectées Glass, a récemment annoncé la mise au point de lentilles de contact capables de mesurer la glycémie. En outre, des chercheurs israéliens travaillent sur une lentille bionique qui permettrait aux aveugles de " voir " des objets.

 

 

 

 

 

© Google

" C’est comme lire du braille, non avec les doigts, mais avec les yeux. " Voici comment le professeur Zeev Zalevsky décrit le fonctionnement de la lentille de contact bionique sur laquelle il travaille. Ce chercheur, qui dirige le programme d'étude électro-optique à l’université Bar-Ilan (Israël), a développé une lentille de contact tactile capable d'enregistrer des images et de les traduire sous forme de sensations tactiles sur la cornée pour aider le cerveau de personnes non-voyantes à " voir " des objets.

Pour le moment au stade de prototype, cette lentille bionique intègre des électrodes qui agissent comme de petites antennes pour stimuler physiquement la cornée. À l’aide d’un capteur photo installé sur une paire de lunettes ou sur un smartphone, la personne enregistre une image qui est convertie en l’équivalent d’un braille électronique puis transmise par une liaison sans fil à la lentille, qui reproduit l’information sous forme de stimuli. Zeev Zalevsky explique que le cerveau peut interpréter cette sensation tactile de la même manière que lorsqu’une personne lit du braille du bout des doigts. " Nous pouvons encoder une image avec beaucoup plus de points que le braille ", souligne le chercheur.

 

Une main bionique restitue le sens du toucher

 

Amputé, un patient retrouve la sensation du toucher grâce à une main bionique, le temps d’un essai clinique. Cela ouvre la voie vers la fabrication d'une prothèse qui redonne les fonctions et les sensations d’un membre perdu. Il faudra cependant attendre quelques années avant qu’elle n'arrive sur le marché.

Dennis Aabo Sørensen testant la nouvelle main robotisée. Il raconte que grâce à elle, il peut ressentir la forme et la texture de différents objets.

© École polytechnique fédérale de Lausanne

 

 

 

 

 

 

Dennis Aabo Sørensen testant la nouvelle main robotisée. Il raconte que grâce à elle, il peut ressentir la forme et la texture de différents objets.

 © École polytechnique fédérale de Lausanne

 

 

 

 

 

 

 

Alors qu’il réalisait un feu d’artifice dans son jardin, Dennis Aabo Sørensen, un Danois de 36 ans, se blessa très gravement la main gauche. Les conséquences furent fatales : les médecins décidèrent immédiatement de l’amputer. Depuis cet accident, il porte une prothèse capable de détecter les mouvements au niveau de son poignet ce qui lui permet d’attraper des objets. Il doit cependant observer constamment cette nouvelle main pour la contrôler car elle n’est pas reliée à son système nerveux et ne restitue donc pas la sensation du toucher.

 

La main artificielle permet non seulement d’attraper des objets mais également de les sentir. Pour le moment le dispositif nécessite un appareillage volumineux mais les chercheurs travaillent sur la fabrication d’un système miniaturisé.

La main artificielle permet non seulement d’attraper des objets mais également de les sentir. Pour le moment le dispositif nécessite un appareillage volumineux mais les chercheurs travaillent sur la fabrication d’un système miniaturisé. © École polytechnique fédérale de Lausanne

 

Mais les choses pourraient bientôt changer. Dennis Aabo Sørensen sert maintenant de cobaye à une équipe de l’École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) en Suisse. Neuf ans après son amputation, l’heureux participant a pu à nouveau sentir les choses qu’il touchait grâce à une main bionique chirurgicalement attachée à son bras. Ses avancées, publiées dans la revue Science Translational Medicine, devraient redonner de l’espoir à toutes les personnes qui ont perdu un membre. " C’était incroyable, je suis plus qu’heureux de m’être porté volontaire pour cet essai clinique, raconte-t-il. Non seulement pour moi mais aussi pour tous les autres amputés à qui cette technologie pourrait bénéficier un jour. " En réalité, ce n’est pas la première fois qu’un tel exploit est possible. Récemment, des scientifiques américains ont fabriqué un bras capable de redonner la sensation du toucher. Cependant, le domaine de la robotique médicale n’en est qu’à ses débuts et les recherches se poursuivent pour obtenir une prothèse plus proche d’un vrai membre.

 

Des électrodes branchées sur les nerfs périphériques

Lorsque le patient manipule un objet, des capteurs à l’intérieur de la prothèse mesurent la tension de tendons artificiels et la convertissent en impulsions électriques. Cependant, ce signal ne peut pas être interprété en tant que tel par le cerveau. Pour contourner ce problème, les auteurs ont programmé des algorithmes informatiques complexes, capables de transformer le signal en impulsions électriques utilisables par le système nerveux. Ces nouveaux signaux provenant de l’ordinateur sont transmis à la main artificielle par le biais de quatre électrodes ultrafines greffées sur les nerfs périphériques de l’avant-bras.

 

C’est en janvier 2013 que l'intervention chirurgicale a eu lieu à l'hôpital Gemelli de Rome (Italie). Près de trois semaines de tests ont précédé le branchement final de la prothèse aux électrodes. Ces efforts ont porté leurs fruits. " Grâce à cette nouvelle main, je pouvais attraper des objets, et surtout savoir s’ils étaient mous ou durs, ronds ou carrés ! ", raconte Dennis Aabo Sørensen avec enthousiasme. Cela a cependant été de courte durée puisqu’après un mois, les chercheurs ont dû retirer les électrodes, conformément à la législation européenne régissant les essais cliniques. Mais selon eux, elles devraient pouvoir rester implantées et fonctionner plusieurs années sans endommager les nerfs périphériques.

 

Cette étude est un pas de plus vers la fabrication d’une main robotisée ressemblant à une vraie. " Il faudra cependant encore attendre quelques années avant qu’elle ne soit commercialisée ", explique Stanisa Raspopovic, une des participantes. La prochaine étape sera de miniaturiser le système qui convertit les informations électriques en impulsions utilisables par le cerveau. Car pour qu’elle fonctionne cette main bionique doit pour le moment être connectée à un ordinateur. Alors seulement, on pourra parler d'une main artificielle.

 

La voiture volante d'un Toulousain est sur le point de décoller

 

Un ingénieur toulousain prévoit de commercialiser une voiture volante avant la fin de la décennie. Motivé comme jamais, Michel Aguilar espère révolutionner la circulation de demain.

La frontière entre l’imaginaire et la réalité est parfois infime. Depuis 2007, un ingénieur toulousain s’est lancé dans le pari fou de créer la première voiture volante. Grâce aux compétences acquises dans sa carrière, il peut concrétiser son rêve d’enfant.

 "Lorsque j’étais gamin j’étais abonné à Spirou et Fantasio. Très vite j’ai été captivé par la voiture du professeur Zorglub, la Zorglub Mobile, prototype de voiture volante", confie, un brin nostalgique cet ancien ingénieur du centre DGA Techniques Aéronautiques désormais à la tête de Xplorair. À la lecture de ces lignes, "la génération 80" fera certainement le parallèle avec les modèles aperçus dans la trilogie "Retour vers le futur", chef-d’œuvre cinématographique des années quatre-vingts. S’il avoue s’en être inspiré, il ne faut pas se tromper. L’aéronef du futur ressemble plus à un avion biplace qu’à ces voitures volantes qui carburaient aux déchets en tout genre. "L’aéronef s’apparente plus à un avion. Mais j’avoue que certains films m’ont inspiré.

Un projet validé par le CNRS

Du coup, on essaie de le faire marcher avec du méthane ou du carburant bio. Il est évident qu’il faut prendre en compte les éléments environnementaux", estime de nouveau celui qui vient tout juste de souffler ses soixante-quatre bougies.

 "À la fin de l’année 2013, le thermo-réacteur a été validé par un grand laboratoire du CNRS et un grand motoriste français", précise Michel Aguilar. Si le projet paraît incroyable, il n’en demeure pas moins réaliste. En effet cet ancien pensionnaire de la DGA a tout prévu : "Je peux déjà vous dire que ce biplace ne volera pas au-delà de 3 000 mètres d’altitude. Au sujet de l’environnement, même si je ne m’en occupe pas, je pense qu’il est possible d’imaginer une station de ravitaillement volante. Cette dernière pourrait tenir en impesanteur avec des ballons", imagine une nouvelle fois ce visionnaire. Pour lui, le fonctionnement de ce véhicule volant est simple. "Il décolle à la verticale et peut aller jusqu’à deux cents kilomètres/heure", s’enthousiasme-t-il, avant de conclure : "Concernant les pannes de carburant, elles sont interdites puisque l’on est prévenu bien avant. En plus, l’Aéronef peut se poser n’importe où. Si on arrive à le commercialiser, ce sera une grande avancée" !

Le chiffre : 2017 - Xplorair ne se laisse que trois petites années avant de faire une démonstration au salon du Bourget. Le prix de ce drone pour particulier devrait s’échelonner entre 50 000 et 100 000 €

La Chine en Pole

En dehors de la machine elle-même, plusieurs facteurs doivent être pris en compte. Notamment celui de l’aménagement des routes, secteur qui engendrera beaucoup de travaux. "Pour le moment les Européens ne sont pas trop partants. En effet, ici les infrastructures sont trop avancées et ont demandé trop d’investissements pour les abandonner", confie le directeur de Xplorair. Pour cette raison, il compte se tourner vers des pays plus aptes à faire évoluer leurs voies de communication. "La Chine est intéressée. Ils ont compris l’intérêt de réduire les coûts d’infrastructures. Ils sont plus malins. Je dois avouer que ce sont eux qui me suivent le plus", conclut-il