MOBIUS : un robot bipède multimodal capable de…

1Interesting Engineering

Bio-inspiration : les robots capables de marcher, voler, nager et grimper

Une équipe de chercheurs de l'université de Beihang, de l'université de technologie de Dalian et de l'EPFL vient de publier une revue de littérature sur les robots bioinspirés multimodaux, capables de combiner plusieurs modes de déplacement (marche, vol, natation, escalade, saut) sur une seule et même plateforme mécanique. Contrairement aux robots classiques limités à un seul mode de locomotion, ces machines s'inspirent du vivant pour partager des structures et des systèmes de contrôle entre plusieurs fonctions de déplacement. L'étude identifie les principaux verrous techniques qui freinent leur développement : l'espace embarqué limité, puisque chaque mode de déplacement supplémentaire exige ses propres actionneurs, capteurs, batteries et éléments mécaniques, ce qui alourdit et complexifie la machine ; la reconfiguration corporelle, c'est-à-dire la capacité à modifier physiquement la structure du robot pour passer d'un mode à l'autre ; et l'équilibre entre rigidité et flexibilité des matériaux. Pour combler l'absence de méthode d'évaluation standardisée, les auteurs proposent cinq métriques de performance : le nombre de modes de locomotion disponibles, le coût additionnel lié à chaque nouveau mode, la part de composants mutualisables entre les modes, le temps ou l'énergie nécessaires pour basculer d'un mode à l'autre, et le gain de performance global apporté par la combinaison de plusieurs types de déplacement. Cette grille de lecture arrive à un moment où l'industrie robotique cherche justement à dépasser la simple addition de capacités pour viser une véritable polyvalence opérationnelle : un robot capable de voler puis de marcher peut parcourir de longues distances rapidement avant de basculer en mode inspection au sol, tandis qu'un robot amphibie peut alterner terre et eau pour des missions de recherche et sauvetage ou de surveillance environnementale. En proposant un cadre commun de mesure, les chercheurs offrent aux intégrateurs et décideurs industriels un moyen de comparer objectivement des architectures très différentes, plutôt que de se fier aux démonstrations ponctuelles souvent mises en avant par les fabricants, un enjeu clé pour distinguer les prototypes de laboratoire des solutions réellement déployables sur le terrain. La revue s'inscrit dans une évolution du secteur, qui est passé de robots assemblant des mécanismes séparés pour chaque mode de déplacement à des systèmes intégrés inspirés directement de l'anatomie animale. Les auteurs pointent aussi les limites des algorithmes de planification et de contrôle classiques, mal adaptés aux changements brutaux de dynamique lors d'un changement de mode, et misent sur les progrès de l'apprentissage par renforcement, des modèles vision-langage-action (VLA) et des modèles du monde pour rendre ces robots réellement autonomes. Parmi les pistes de conception évoquées figurent les matériaux souples et déformables, le réemploi de structures à fonctions multiples, ainsi que des architectures de flottes de robots simples coopérant pour obtenir collectivement des capacités multimodales.

UEL'EPFL, institution européenne reconnue en robotique, co-signe cette revue de littérature, renforçant l'expertise européenne en robotique bio-inspirée multimodale.

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2arXiv cs.RO

Contrôle locomoteur multifonction de BUR à articulations multiples, capables de nager et de marcher

Des chercheurs proposent un mécanisme et un système de contrôle permettant à un robot sous-marin biomimétique (BUR, pour biomimetic underwater robot) d'exprimer plusieurs modes de locomotion à partir d'une seule et même structure multi-articulée. Le prototype repose sur quatre nageoires-pattes, chacune dotée de quatre axes, soit 16 degrés de liberté (DOF) actionnés. Ce châssis unique doit permettre la nage, à la manière d'un organisme aquatique, et la marche sur le fond, deux modes utiles à l'exploration sous-marine. Le contrôleur produit un comportement non linéaire à partir de plusieurs modalités de capteurs, au lieu d'appliquer des règles conditionnelles prédéfinies associées à chaque fonction de locomotion. Le système a été validé par des essais physiques et des simulations, à partir de données de capteurs multiples et de plusieurs motifs de comportement. Les auteurs indiquent qu'une fonction de potentiel intégrée à la commande multimodale permet des transitions entre deux ou trois comportements. Le travail, publié sur arXiv, s'accompagne d'une page de projet en ligne. Le résumé ne donne ni vitesse de nage, ni profondeur d'essai, ni taux de réussite des transitions. L'intérêt est d'abord méthodologique. Les robots sous-marins multimodaux existants sélectionnent en général leurs comportements par des règles écrites à la main, ce qui borne leur répertoire à ce que le concepteur a anticipé. Un contrôleur où les transitions émergent d'une dynamique non linéaire, ici une fonction de potentiel alimentée par les capteurs, vise à dépasser cette limite et à faciliter l'ajout de nouveaux comportements. Pour un intégrateur ou un opérateur d'inspection subaquatique, la promesse est un seul véhicule capable de nager en transit puis de marcher sur un fond rocheux ou meuble, plutôt que deux plateformes distinctes. Il faut toutefois rester prudent : la démonstration porte sur des transitions entre deux ou trois comportements seulement, dans un cadre de laboratoire et de simulation. On ne peut donc rien conclure sur la robustesse en milieu réel, la consommation énergétique ou l'étanchéité de 16 articulations, qui sont les vrais points durs de ce type de machine. Ce travail s'inscrit dans la lignée des robots bio-inspirés amphibies et aquatiques, qui combinent nage ondulatoire ou par nageoires et locomotion à pattes, comme les robots salamandres ou crabes. Il ne relève pas de la course aux humanoïdes et n'a pas de dimension commerciale : il s'agit d'une preuve de concept académique, sans partenaire industriel, prix ni calendrier de déploiement annoncés. Les suites naturelles seraient des essais en eau libre, l'ajout de comportements au-delà de trois et, à terme, l'intégration d'un apprentissage par renforcement ou d'une commande par modèles de type VLA, à condition que la structure unique suffise à couvrir ces modes. Aucune contribution française ou européenne n'est signalée dans le résumé.

UEPas d\'impact direct sur la France/UE

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3Interesting Engineering

Robot humanoïde marche sur sable, gravier et pentes grâce à un cadre d'entraînement plus rapide

Des chercheurs du Georgia Institute of Technology ont mis au point un nouveau cadre d'apprentissage automatique baptisé « Learn to Teach » (L2T), qui permet à un robot humanoïde bipède de marcher sur du sable, du gravier, de l'herbe détrempée, des pentes, des escaliers et des surfaces glissantes, tout en réduisant nettement le temps et la puissance de calcul nécessaires à l'entraînement du contrôleur. Contrairement à l'apprentissage classique par renforcement de type enseignant-élève, où un modèle « professeur » est d'abord entraîné en simulation avant de transmettre ses connaissances à un modèle « élève » qui pilote le robot réel, la méthode de Georgia Tech entraîne les deux agents simultanément. Selon Feiyang Wu, chercheur principal du projet, l'approche séquentielle classique pose deux problèmes : elle prend trop de temps et gaspille une partie des informations collectées par le professeur en cours d'apprentissage. Le contrôleur a été testé sur un robot humanoïde grandeur nature dans le laboratoire du professeur associé Ye Zhao, où l'équipe a aussi poussé et tiré la machine pendant les essais pour observer sa capacité à ajuster sa démarche et rester stable. Les travaux ont été présentés à l'ICRA (IEEE International Conference on Robotics and Automation). Cette avancée s'attaque à un goulot d'étranglement bien identifié dans la robotique humanoïde : l'entraînement de contrôleurs en simulation nécessite souvent des heures de calcul sur du matériel GPU coûteux, un frein direct à l'itération rapide et au déploiement à grande échelle. En faisant apprendre le professeur et l'élève en parallèle, et en permettant au professeur de tirer des enseignements de l'expérience de l'élève, l'équipe réduit ce que les roboticiens appellent le « fossé d'imitation » entre les conditions idéalisées de la simulation et la réalité du terrain, un problème central dans le débat sur le fameux « sim-to-real gap ». Fait notable, le même contrôleur généraliste a surpassé le logiciel fourni par le fabricant du robot sur plusieurs types de terrains, sans nécessiter de contrôleurs distincts par environnement, ce qui illustre la valeur d'une recherche en apprentissage automatique directement confrontée au monde réel plutôt qu'à des démonstrations scénarisées. Wu reconnaît que l'équipe ne s'attendait pas elle-même à une telle polyvalence pour un robot humanoïde aussi volumineux, la locomotion agile sur terrain accidenté n'ayant jusqu'ici jamais été véritablement démontrée pour ce type de machine. Au-delà de la marche, les chercheurs estiment que le cadre « Learn to Teach » pourrait s'appliquer à d'autres architectures de robots et à des tâches variées exigeant un déplacement fiable en environnement imprévisible, ouvrant une piste de recherche transférable bien au-delà du seul cas d'usage testé à Atlanta.

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4arXiv cs.RO

WiXus : un robot à roues et pattes utilisant des câbles pour combiner mobilité et manipulation

Des chercheurs japonais ont publié sur arXiv (arXiv:2505.20932, mai 2025) les travaux décrivant WiXus, un robot à roues et pattes qui intègre un mécanisme de traction par câbles fixés à l'environnement extérieur. L'architecture combine un châssis à locomotion hybride roues-pattes, configuration classique permettant déplacement rapide sur sol plan, avec des câbles motorisés que le robot ancre sur des structures environnantes (murs, arêtes, supports). En phase de démonstration, WiXus effectue une mobilité tridimensionnelle incluant l'escalade de falaises en coordonnant entraînement par câbles et actionnement roues-pattes. Plus distinctif : une fois son corps suspendu par les câbles, le robot libère ses membres inférieurs de toute fonction locomotrice et les repurpose en bras manipulateurs. Les tâches démontrées restent à l'échelle prototype, saisir une peluche (simulation de sauvetage) et couper une fausse pomme avec un sécateur. Aucun chiffre de charge utile, de degrés de liberté (DOF) précis ou de temps de cycle n'est fourni dans l'abstract publié. Le principe architectural est notable pour les intégrateurs robotiques : découpler locomotion et manipulation par un support externe résout une contrainte fondamentale des plateformes à pattes, qui doivent traditionnellement arbitrer entre stabilité posturale et liberté d'effecteur. En suspendant le corps via l'environnement, WiXus contourne cette contrainte sans ajouter de bras dédiés, ce qui réduit la masse embarquée et la complexité mécanique. Pour les décideurs industriels, la question critique reste la fiabilité de l'ancrage câble en environnement non préparé, un point que les démonstrations actuelles, conduites en conditions de laboratoire contrôlées, ne permettent pas encore de valider. WiXus s'inscrit dans une dynamique académique large autour des robots à mobilité hybride. Des plateformes comme ANYmal (ANYbotics), Spot (Boston Dynamics) ou Unitree B2 dominent le marché des robots à pattes, mais restent dédiés à la locomotion avec manipulation optionnelle par bras additionnel. L'approche câble-environnement rappelle des travaux sur les robots grimpeurs (ex. ETH Zurich, IIT Gênes) et les AMR avec bras intégré. WiXus reste au stade de prototype de recherche ; aucun partenaire industriel ni calendrier de commercialisation ne sont mentionnés.

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