Robots de tenségrité serpentins basés sur une architecteure hélicoïdale – SLITHER

Ce projet vise à développer un nouveau type de robots doté d'une architecture hyper-redondante, multi-segment, spécialement conçu pour naviguer dans des espaces confinés inaccessibles aux robots conventionnels. Ce robot sera capable de déployer des outils ou des capteurs dans des environnements complexes. Chaque segment incorporera une structure innovante en tensegrité hélicoïdale 3D, avec un actionnement par des méthodes intrinsèques ou extrinsèques.

Le choix d’une structure de tensegrité est motivé par : (1) la capacité de charge importante tout en étant léger et compliant, (2) l’espace de travail important atteignable tout en restant compact, et (3) la capacité d’ajuster la raideur en modulant la précontrainte du système. La conception hélicoïdale est proposée afin d’améliorer la rigidité en torsion, un problème courant à petite échelle. Bien que des solutions de conception existent pour les robots à grande échelle, la réduction de taille entraîne une diminution significative de cette caractéristique. Par conséquent, notre approche consiste à proposer une méthode de conception invariante par rapport à l'échelle pour optimiser les performances, en particulier en ce qui concerne la rigidité en torsion.

Le développement de ce robot présente 3 défis clés : (1) concevoir un segment de structure en tensegrité hélicoïdale 3D avec une rigidité longitudinale, en flexion et en torsion spécifiées pour assurer une capacité de charge donnée, ce qui nécessite l'établissement de modèles et approches de synthèse ; (2) concevoir un robot discret à plusieurs segments arrangés en cascade, en développant une méthode de synthèse pour déterminer le nombre minimum de câbles requis, en planifiant leur routage et en sélectionnant les matériaux appropriés ; et (3) développer un contrôleur de pose et raideur pour gérer la configuration et la variation de raideur du robot.