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Un cube mobile et impossible et déplacer

2 janvier 2014, 00:00
Un cube mobile et impossible et déplacer
Un cube mobile et impossible et déplacer

Comment imaginer les déplacements d’un robot de forme cubique ? De prime abord, on ne voit pas trop comment il ferait, sans roulette ou autre pièce mobile. Il faut pourtant le voir se lever pour se tenir en équilibre, non seulement sur une arête mais aussi sur un un coin. C’est en effectuant des mouvements successifs d’une arête vers une autre que se cube robotisé se déplace. Particulièrement spectaculaire est son aptitude à se tenir en équilibre sur une arête ou un coin. La maîtrise de cet équilibre est si parfaite que l’angle de chute est aussi contrôlée avec la plus grande précision.

 

La commande de la vitesse de rotation de trois volants inertiels permet de maintenir le cube en équilibre. Mais en dépit de cette première impression que l’on a en découvrant l’engin, il ne s’agit  pas d’un gyroscope ; ici c’est précisément l’arrêt soudain de la rotation de ces volants d’inertie orientés sur trois axes qui crée le mouvement (énergie cinétique). Surveillez bien le mouvement de votre propre mâchoire au moment où, dans la vidéo, vous verrez une main incliner soudain le plan sur lequel se trouve le cube sans que celui-ci soit le moins du moins du monde déséquilibré. L’équilibre est obtenu à l’aide de couples de réaction dans la structure du cube qui sentent les accélérations et les décélérations des moteurs. Comparée à celle d’un gyroscope, la vitesse de rotation des volants est ici beaucoup plus basse, de sorte que le cube n’est affecté ni par des vibrations, ni par la brusquerie des mouvements. 

 

Comme son nom à consonance helvétique le laisse deviner, le Cubli a été conçu et mis au point par une équipe de chercheurs de l’École polytechnique fédérale de Zurich, une vénérable institution qui peut s’enorgueillir d’avoir compté parmi ses étudiants un certain Albert Einstein. 

 

Ainsi, la technique des roues de réaction, déjà utilisée pour stabiliser ou orienter les engins spatiaux sans consommer de carburant, pourrait trouver maintenant une nouvelle application pour le déplacement de robots d’exploration d’autre planètes. On connaissait déjà les cubes magnétiques M-blocks conçus par une équipe du MIT pour s’assembler entre eux, et l’on mesure à quel point la maîtrise des mouvements a progressé. Cependant, le principe de la roue de réaction ne permet qu'une rotation de  l'engin autour de son centre de masse mais pas de mouvement de translation. Il s’agit de mécanique fragile et sujette à l’usure.

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