Robot en tenségrité inspiré du cou de l'oiseau

Les robots industriels actuels sont construits à partir d’éléments rigides articulés et actionnés par un ensemble de moteurs et de systèmes de transmission. Cette architecture mécanique leur confère une masse importante qui limite leur dynamique et leur dextérité. De plus, elle rend dangereuses les interactions physiques avec l’environnement. À l’inverse, certains animaux possèdent des organes flexibles aux performances exceptionnelles qui leur permettent d’accomplir un grand nombre de tâches difficiles avec facilité. Le tentacule de la pieuvre ou la trompe de l’éléphant, par exemple, fascinent les roboticiens depuis de nombreuses années. Ces organes, totalement mous car dénués de toute ossature, ont inspiré certains roboticiens et donné naissance à une communauté appelée «  soft robotics  » (« robotique molle ») , qui vise à concevoir des robots déformables sans partie rigide. Cependant, il est très difficile de mettre en œuvre de telles architectures, tant sur le plan de leur construction que de leur commande. Il existe des organes qui possèdent aussi des performances remarquables mais qui, contrairement aux précédents, ne sont pas totalement mous car constitués d’os ou de vertèbres articulés. C’est le cas par exemple du cou de l’oiseau. L’oiseau utilise son cou comme un bras dextre pour des tâches de la vie quotidienne ou plus spécialisées. Le cou du vautour peut se contorsionner pour pénétrer à l’intérieur de carcasses, tout en exerçant des efforts importants pour en arracher les restes de nourriture. Le perroquet est capable de se suspendre par son bec en utilisant son cou comme une troisième patte pour se déplacer. Enfin, d’autres oiseaux utilisent leur cou comme une catapulte pour attraper des poissons ou pour percer un tronc d’arbre. Ces performances remarquables incitent le roboticien à utiliser le cou de l’oiseau comme modèle d’inspiration pour concevoir un robot innovant. Le cou est construit autour d’une colonne cervicale constituée de vertèbres articulées et mues par un ensemble de muscles et de tendons. En mécanique, il existe des structures qui sont particulièrement bien adaptées à la modélisation de systèmes musculo-squelettiques : il s’agit des tenségrités (voir définition plus loin). Composée de barres rigides, de ressorts et de câbles, une tenségrité peut présenter des mobilités contrôlées ; on parle alors de « mécanisme de tenségrité »....