« C’est comme ça qu’ils vous attrapent. Ils sont sous terre! C'est ce que dit Val McKee, l'employé joué par Kevin Bacon dans la comédie classique des années 1990, Tremblements. McKee fait référence aux Graboïdes, une espèce invertébrée de vers géants monstrueux qui voyagent sous terre, repoussant la terre pendant qu'ils creusent.
Contenu
- Les vers des sables vont creuser
- Des robots serpents fouisseurs sur la lune
Les gens de l’Université de Californie à Santa Barbara et du Georgia Institute of Technology ont travaillé sur un robot qui n’est pas à un million de kilomètres des Graboids. Bien qu’il soit actuellement beaucoup plus petit et beaucoup moins enclin à grignoter du bétail et des humains sans méfiance, il s’agit néanmoins d’une création tunnel inspirée du serpent, capable de s’enfouir dans le sol ou le sable mou. Et peut-être, affirment ses créateurs, même un jour le régolithe de surface trouvé sur d'autres planètes. Est-ce l’avenir des rovers spatiaux à venir ?
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« Nous avons développé un type de robot fouisseur qui adopte une nouvelle approche du fouissage, en essayant de réduire les forces de résistance plutôt que de les combattre. » Nicolas Naclerio, un étudiant chercheur diplômé en génie mécanique à l'UC Santa Barbara, a déclaré à Digital Trends. "Les trois principes [qui] lui permettent d'être étendus pour éliminer la traînée sur ses côtés, la fluidisation de l'air pour réduire la force résistive des médias granulaires et l'asymétrie pour contrôler les forces de portance produites en horizontal fouisseur. »
Fouissage robotisé avec extension de pointe et fluidisation granulaire
Les vers des sables vont creuser
Le robot lui-même est étonnamment low-tech. Son corps est constitué d'un tissu en nylon ripstop hermétique. Un tube en nylon fournit de l'air à son extrémité, qui rejette les particules devant lui pour dégager un chemin pendant qu'il parcourt son chemin souterrain. Une tresse en fibre de carbone ajoute de la rigidité en torsion, tandis qu'une gaine en téflon réduit la friction. Le mouvement du robot est entraîné pneumatiquement par de l’air comprimé ou de l’azote, lui permettant de se déplacer sous la surface.
Naclerio a déclaré qu'il ne connaissait pas le Tremblements Graboïdes (bien que le Vers des sables de Dune sont une autre histoire.) En fait, même si le robot était définitivement inspiré de la nature, il ne semblait pas du tout basé sur des vers ou des serpents.
"Notre robot s'inspire directement des racines des plantes, qui poussent depuis leur extrémité pour s'enfoncer profondément dans le sol", a expliqué Naclerio. « En s'étendant depuis sa pointe, le robot évite les frottements sur ses côtés et peut tourner dans n'importe quelle direction. Nous nous sommes également inspirés de la pieuvre des sables du sud qui expulse un jet d’eau pour l’aider à s’enfouir dans les fonds marins. Notre robot souffle de l'air depuis sa pointe pour fluidifier le sable près de sa pointe, réduisant ainsi la force dont il a besoin pour s'enfouir dans le sol. Enfin, nous avons utilisé une direction de flux d'air asymétrique et un coin incliné à l'extrémité du robot pour aider à contrôler les forces de portance. Cela a été inspiré par le lézard poisson de sable, qui utilise sa tête en forme de coin pour l’aider à s’enfouir dans le sable.
Cette conception unique a aidé l’équipe à surmonter le « défi de la portance » lors du fouissage horizontal. "Lorsque nous avons essayé pour la première fois de creuser horizontalement, notre robot faisait toujours surface", a-t-il déclaré. « Il s’avère qu’un objet symétrique se déplaçant horizontalement à travers un support granulaire subit un soulèvement, car il est plus facile de pousser le matériau vers le haut et de l’écarter que de le compacter. Nous avons résolu ce problème en soufflant de l'air vers le bas, pour réduire le gradient de force qui provoque la portance, et en ajoutant [la] cale à la pointe du robot.
Des robots serpents fouisseurs sur la lune
Alors, quelles applications pourrait avoir ce robot serpent/vigne fouisseur? Et, plus important encore, pourrait-il être étendu pour déplacer de grandes quantités de sable ou de terre? "Nous pensons que les principes présentés dans cet article pourraient être utilisés pour étendre les capacités des méthodes d'enfouissement conventionnelles, en particulier en matière d'enfouissement horizontal et orientable", a déclaré Naclerio.
En ce qui concerne les cas d'utilisation, les cas terrestres les plus piétonniers pourraient inclure diverses activités de creusement de fossés. « L’une des premières visions que nous avons eues pour ce projet était que le robot s’enfouirait au-dessous et au-dessus du sol. de l'autre côté d'une allée pour installer une ligne d'irrigation ou de communication sans avoir besoin de creuser une tranchée », Naclerio dit. « D'autres applications incluent la recherche et le sauvetage, l'installation de boucles géothermiques, l'inspection de greniers, et bien plus encore. »
C’est ce « plus », perché de manière non intrusive à la fin de l’inspection du grenier, qui constitue le cas d’utilisation le plus convaincant (et de science-fiction) de tous. "Nous pensons que le robot est particulièrement bien adapté aux environnements extraterrestres secs, à faible gravité, où les forces réactives peuvent être difficiles à produire", a poursuivi Naclerio. "Des exemples d'applications incluent le placement de capteurs thermiques sur Mars, l'exploration de tunnels volcaniques sur la Lune, l'échantillonnage ou l'ancrage d'astéroïdes et l'exploration de glace granulaire sur Encelade, une lune de Saturne."
L'idée d'utiliser cette technique pour explorer les environnements à faible gravité dans l'espace cela peut paraître tiré par les cheveux. Cependant, l’équipe collabore actuellement sur un projet avec la NASA pour couvrir certaines de ces applications précises. Qui sait: peut-être que les robots vers dans l’espace ne sont pas aussi fous qu’il y paraît !
Un document décrivant le travail a été récemment publié dans la revue Science Robotics.
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