Un robot à l’agilité inspirée des vers plats aquatiques

Nager en surface permet à un robot de collecter facilement l’énergie solaire nécessaire à son bon fonctionnement. De plus, les mesures variées qu’il effectue (pollution, qualité de l’eau…) peuvent être communiquées efficacement à la base d’opérations. Mais rien n’est jamais aussi simple, et un tel robot doit faire face à un environnement encombré de plantes, d’animaux et de débris divers. Il lui faut donc être en mesure de se mouvoir rapidement en réponse à l’apparition d’un nouvel obstacle. Pour le moment, ces robots usent d’une propulsion bruyante pouvant gêner voire blesser la vie sauvage alentour.

Une équipe mêlant des chercheurs de l’École Polytechnique Fédérale de Lausanne (Suisse) et de l’Institut Max-Planck pour les systèmes intelligents (Allemagne) a cherché l’inspiration pour une nouvelle génération de robots nageurs du côté des vers plats aquatiques – ou planaires – et de leur méthode de propulsion silencieuse – tout en ondulation…

Un petit ver robotique que rien n’arrête

Florian Hartmann, collaborant avec les institutions suisse et allemande, est le premier auteur de l’étude parue le 19 février 2025 dans le journal Science Robotics. Avec ses collègues, il y décrit la confection d’un robot pas plus gros qu’une carte de crédit et pesant tout juste 6 grammes ! Ce petit nageur possède une paire de nageoires pectorales millimétriques capables d’onduler. Un unique actionneur électrohydraulique mou situé de chaque côté du pseudo-ver plat aquatique permet de générer l’ondulation le propulsant à la surface de l’eau. L’oscillation de ses nageoires peut être jusqu’à dix fois plus rapide que chez les vers originaux, lui permettant d’atteindre une vitesse de 12 centimètres/seconde en déplacement et de 195 degrés/seconde en rotation. Et le petit prodige des bassins est également capable de nager en arrière, voire sur le côté !

Le ver robotique doit sa flottabilité avant tout à sa légèreté due à son alimentation compacte. Une prouesse rendue possible par une diminution du voltage d’opération des actionneurs au-dessous des 500 volts et de la consommation de puissance à 35 milliwatts. Fort de ces atouts, le robot de Florian Hartmann et ses collaborateurs est rapide, mais aussi très manœuvrable. Il s’est ainsi montré capable de naviguer en autonomie dans des espaces étroits, à travers des plantes herbacées, et en allant parfois jusqu’à pousser des objets sur son parcours pesant plus de 16 fois sa propre masse. À l’avenir, de tels robots pourraient servir dans l’exploration d’environnements complexes et la mesure de paramètres critiques pour l’aquaculture ou pour des écosystèmes à surveiller comme les récifs coralliens ou les bordures de lac.