Aujourd’hui, la NASA utilise des rovers à roues pour naviguer sur la surface de Mars et mener des recherches planétaires, mais des recherches impliquant des scientifiques de l’Université Texas A&M testeront la faisabilité d’une nouvelle technologie d’exploration de surface : les robots marcheurs.
Ryan Ewing, professeur Robert R. Berg au département de géologie et de géophysique de Texas A&M, et Marion Nachon, chercheur associé en géologie et géophysique, sont co-chercheurs sur le projet soutenu par la NASA et dirigé par Feifei Qian, un Gabilan WiSE Professeur adjoint à la Viterbi School of Engineering de l’Université de Californie du Sud. L’objectif de la recherche est de créer et de tester des robots marchant ou « à pattes », qui pourraient plus facilement glisser à travers des surfaces glacées, du sable en croûte et d’autres environnements difficiles à naviguer, améliorant ainsi considérablement les capacités des scientifiques à recueillir des informations sur les corps planétaires. .
Bien que les rovers d’exploration de Mars et d’autres robots aient été envoyés avec succès dans l’espace, ils fonctionnent généralement sur la base d’agendas préprogrammés qui obligent les scientifiques et les ingénieurs humains à saisir des instructions détaillées concernant où aller et quoi faire avant l’arrivée des robots au planète. Par conséquent, lorsque le robot rencontre des scénarios inattendus ou découvre des mesures intéressantes, il a des capacités limitées pour adapter son plan. Cela peut entraver la façon dont les robots et les rovers naviguent dans de nouveaux environnements ou même leur faire manquer des opportunités scientifiques.
Ewing dit qu’une meilleure compréhension de la façon d’intégrer la technologie robotique à la fois aux sciences planétaires et aux sciences cognitives améliorera l’exploration assistée par robot des environnements planétaires. Ce projet vise à tester des robots à haute mobilité de nouvelle génération capables de se déplacer avec agilité sur les surfaces planétaires et de soutenir de manière flexible les objectifs d’exploration scientifique.
« Nous mènerons cette recherche dans deux sites analogues planétaires clés qui présentent des gradients bien définis dans les types de sol, du sable croustillant à White Sands Dune Field, NM, aux mélanges de roches glacées à Mt. Hood, Oregon », a expliqué Ewing. « Notre objectif est d’intégrer des robots à haute mobilité avec des technologies embarquées de détection de terrain et des modèles cognitifs de décision humaine pour étudier les propriétés géotechniques de ces sols. »
Le projet utilise des robots « bio-inspirés » avec des jambes, ce qui signifie que leur forme est calquée sur les capacités uniques des animaux à bien se déplacer sur des surfaces difficiles comme le sable mou. Utilisant la toute dernière technologie d’actionneur « à entraînement direct », ces robots peuvent « sentir » le terrain (par exemple, la douceur du sable et la forme des roches) à travers leurs jambes. Cette capacité permet aux robots à pattes d’interagir avec l’environnement de la même manière que les animaux, en ajustant leurs mouvements au besoin.
Comme le dit Qian, ces robots sont modélisés d’une manière qui leur permet « non seulement d’imiter l’apparence des animaux, mais aussi de vraiment comprendre ce qui fait le succès de ces animaux sur différents terrains ».
La capacité de « sentir » le terrain à l’aide des jambes permet également à ces robots de recueillir facilement des informations sur l’environnement lorsqu’ils se déplacent et d’ajuster les stratégies d’exploration en fonction de ces informations.
« Nous travaillerons pour déterminer comment le frottement et l’érodabilité de différents sols sont affectés par les croûtes de surface, les sols recouverts de roche et la teneur en glace », a expliqué Ewing. « Nous déploierons les robots à pattes à entraînement direct pour cartographier la résistance du sol sur deux sites qui ressemblent à des paysages sur la Lune, Mars et d’autres mondes. Nous mesurerons simultanément les paramètres environnementaux qui contrôlent la résistance du sol, y compris la taille et la forme des particules, l’humidité du sol, composition chimique et teneur en glace. »
Alors que les scientifiques continuent d’aspirer à explorer les environnements planétaires, Qian note que les avantages d’envoyer des robots et des rovers lors de missions initiales pour recueillir des informations avant d’envoyer des humains sont importants.
« Même pour les environnements où il est sûr d’envoyer des astronautes, les robots mobiles peuvent intégrer des instruments scientifiques et aider à prendre des mesures précises tout en se déplaçant », a déclaré Qian.
Le groupe de recherche comprend également des scientifiques de l’Université de Pennsylvanie, du Georgia Institute of Technology et du Johnson Space Center de la NASA.
« C’est l’équipe de rêve et une chance très rare de réunir une équipe avec tous les composants dans un seul projet », a déclaré Qian.