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Antbot : un robot sans GPS inspiré d’une fourmi du désert

Des chercheurs du CNRS et de l’université d’Aix-Marseille ont conçu Antbot, un robot capable de se déplacer sans GPS. Inspirée de la fourmi du désert, cette technologie pourrait à l’avenir équiper des robots explorateurs, des drones ou encore des voitures autonomes.

Le biomimétisme est une grande source d’inspiration pour les scientifiques. Cette fois-ci des chercheurs du CNRS et de l’Université Aix-Marseille se sont inspirés de la Cataglyphis, une fourmi du désert, pour mettre au point un système de navigation sans GPS embarqué dans un robot : Antbot.

Antbot : un robot sans GPS doté de capteurs d’ultraviolets

Cette machine dotée de six “pattes” (un hexapod) est alimentée par une batterie de 11, 4 Volts, tandis que les capteurs et les composants nécessaires à son fonctionnement sont raccordés à un Raspberry Pi 2B. Au total, Antbot pèse 2,3 kilogrammes et peut parcourir 90 centimètres à la seconde pendant 30 minutes. Ses bras et son corps sont réalisés à l’aide d’une imprimante 3D.

Dans la revue Science Robotics, les chercheurs décrivent le fonctionnement du système de guidage. Au lieu d’utiliser la liaison satellitaire nécessaire au fonctionnement du GPS, ils se sont reposés sur les capacités d’interprétation de la lumière inhérentes aux fameuses fourmis du désert.

Contrairement à ses cousines, la Cataglyphis n’utilise pas de phéromones pour se guider. En effet, la chaleur l’empêche d’utiliser cette technique. Pour se repérer, elle dispose d’une “boussole céleste”. En fait, les fourmis voient les rayons ultraviolets et la lumière polarisée, deux phénomènes imperceptibles à l’oeil humain. C’est justement cette lumière polarisée qui lui permet de déterminer précisément sa direction. Pour évaluer la distance par rapport à son nid, elle compte ses pas.

La réduction des coûts : un défi technique

Imiter la nature n’est pas simple comme bonjour. Les chercheurs ont dû redoubler d’ingéniosité pour mettre au point un capteur d’ultraviolets polarisés correspondant au budget de l’expérimentation. En effet, selon Futura-sciences, un capteur optique classique se dote de deux rangées de 374 pixels. Or, ce dernier coûte environ 78 000 euros à fabriquer. Pour réduire, les coûts, les scientifiques ont mis au point deux capteurs optiques dotés de 14 pixels au total. Seulement deux d’entre eux servent à interpréter les ultraviolets. Pour ce faire, ils sont combinés à deux filtres rotatifs polarisés. Quant aux 12 autres pixels, ils sont utilisés pour analyser le flux optique, le mouvement apparent des objets des surfaces et des contours. Cela permet d’améliorer les déplacements du robot et la navigation dans l’espace.

Résultat, Antbot a parcouru 14 mètres avant de revenir à son point de départ avec une précision de 1 centimètre. Pour rappel, les voitures autonomes doivent disposer d’un système de navigation dont la précision descend sous les 20 centimètres. Cela demande d’associer un GPS, un Lidar avec une cartographie particulièrement détaillée.

Une technologie pleine de promesses

Malheureusement Antbot ne fonctionne que de jour, quelles que soient les conditions météorologiques. Les chercheurs n’ont pas encore expérimenté le système de nuit, de peur que la pollution lumineuse des villes désoriente le robot.

A terme, le système de navigation du robot pourrait être embarqué dans des voitures autonomes, des drones ou des robots explorateurs. Cela permettrait de combler les défauts de la couverture GPS et des outils associés.  Dans le meilleur des cas, ceux-ci délivrent une précision comprise entre 5 et 10 mètres. Elle pourrait être utilisée en cas de sinistre quand les relais des signaux GPS ne sont plus fonctionnels. Bien évidemment, il convient de tester la technologie développée par le CNRS de nuit et de poursuivre les avancées dans ce domaine. Les chercheurs comptent également sur les entreprises et les amateurs puisqu’ils mettent à disposition du public l’ensemble des éléments nécessaire à la conception d’un Antbot.

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