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

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

Impact France/UE

L'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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MOBIUS : un robot bipède multimodal capable de marcher, ramper, grimper et rouler
1arXiv cs.RO 

MOBIUS : un robot bipède multimodal capable de marcher, ramper, grimper et rouler

Des chercheurs ont publié sur arXiv (référence 2511.01774, version 3 de mai 2026) la plateforme MOBIUS, un robot bipède à quatre membres capable d'enchaîner marche, reptation, escalade et déplacement sur roues sans reconfiguration mécanique. La plateforme embarque deux bras à 6 degrés de liberté (6-DoF) équipés de préhenseurs à deux doigts pour la manipulation et l'escalade, ainsi que deux jambes à 4-DoF pour la locomotion. Une architecture de contrôle hybride combine apprentissage par renforcement pour les transitions de gait et contrôle en force pour les interactions de contact compliantes lors des phases de manipulation. Un planificateur haut niveau de type MIQCP (Mixed-Integer Quadratically Constrained Program) sélectionne automatiquement le mode de locomotion optimal selon des critères de stabilité et d'efficacité énergétique. Les expériences sur prototype physique montrent des transitions de marche robustes, une escalade dynamique et un support de charge sur l'ensemble du corps par préhension en pince. Ce travail s'attaque à l'un des verrous historiques de la robotique mobile : la plupart des plateformes humanoïdes ou quadrupèdes sont optimisées pour un seul mode de déplacement, ce qui limite leur traversabilité réelle en environnement industriel non structuré. MOBIUS démontre qu'une intégration serrée entre morphologie, planification autonome et contrôle multi-modal peut étendre substantiellement l'espace de travail et les capacités d'interaction d'un robot sans multiplier les actionneurs. Pour un intégrateur B2B, le signal est clair : le paradigme "un robot, un usage" n'est plus une contrainte technique incontournable. Il convient toutefois de noter que les démonstrations restent en contexte laboratoire contrôlé ; aucune donnée de déploiement industriel n'est communiquée à ce stade. MOBIUS s'inscrit dans un courant de recherche en pleine expansion autour des robots loco-manipulateurs, aux côtés de travaux comme ANYmal (ETH Zurich), Spot ARM (Boston Dynamics) ou les plateformes du CMU Robotics Institute. La singularité de MOBIUS réside dans sa capacité à rouler, ce qui le rapproche également des robots hybrides roues-pattes (wheeled-legged) comme Ascento ou Rezero. Aucun partenaire industriel ni calendrier de commercialisation n'est mentionné dans l'article, ce qui en fait pour l'instant une contribution académique solide plutôt qu'une annonce produit. Les prochaines étapes naturelles seraient des tests en environnement semi-structuré (entrepôt, chantier) et une validation de la robustesse du planificateur MIQCP face à des perturbations imprévues.

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Contrôle locomoteur multifonction de BUR à articulations multiples, capables de nager et de marcher
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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Actionneurs magnétiques bio-inspirés capables de pousser, tirer, ramper et saisir
3arXiv cs.RO 

Actionneurs magnétiques bio-inspirés capables de pousser, tirer, ramper et saisir

Des chercheurs ont présenté une nouvelle famille d'actionneurs magnétiques doux, baptisés MMA (muscle-inspired magnetic actuators), fabriqués par frittage laser sur lit de poudre (LPBF) à partir d'un composite thermoplastique polyuréthane chargé de particules de Nd2Fe14B (néodyme-fer-bore). En jouant sur un paramètre d'énergie laser compris entre 1,0 et 3,0, l'équipe contrôle simultanément la rigidité mécanique, la résistance à la traction passe de 0,28 à 0,99 MPa pour un allongement à rupture maintenu entre 30 et 45 %, et la réponse magnétique du matériau. Cette co-programmation en un seul passage de fabrication permet d'obtenir des charnières flexurales de 0,5 mm d'épaisseur capables de se plier et de se déplier de manière réversible sans dommage. Deux configurations ont été démontrées : un actionneur linéaire de 1,57 g qui, sous un champ de 500 mT, soulève une charge de 50 g, soit 32 fois son propre poids, avec un maintien de performance sur au moins 50 cycles ; et un actionneur expansible qui s'ouvre et se ferme sous 300 mT, capable de saisir aussi bien des baies molles que des géométries rigides imprimées en 3D, et de s'ancrer dans un tube pour suspendre 50 g. Ce résultat est notable parce qu'il résout un compromis classique de la robotique souple : obtenir à la fois rigidité contrôlable, grande déformation et actionnement sans câble ni source d'énergie embarquée. L'absence de tuyauterie pneumatique ou de fils d'alimentation simplifie radicalement l'intégration dans des espaces confinés, ce qui est directement pertinent pour la manipulation médicale mini-invasive ou les robots d'inspection en milieu industriel. Le taux de succès de locomotion de 100 % sur substrats texturés, certes dans un cadre laboratoire contrôlé, suggère une robustesse mécanique supérieure aux actionneurs pneumatiques comparables, bien que les conditions de test restent à reproduire hors labo. Les actionneurs magnétiques doux existent depuis une dizaine d'années, mais ils reposaient généralement sur des élastomères moulés (PDMS, silicone) avec des poudres magnétiques dispersées, dont la fabrication limite la résolution géométrique et la répétabilité. L'apport du LPBF est de passer à une fabrication additive directe, plus précise et potentiellement industrialisable. Sur le plan concurrentiel, l'approche se positionne face aux actionneurs à alliages à mémoire de forme (SMA, typiquement Nitinol), aux systèmes câblés type Festo ou aux actionneurs pneumatiques de Shadow Robot et Soft Robotics Inc. Aucun partenaire industriel ni calendrier de commercialisation ne sont mentionnés dans la publication arXiv, qui reste à ce stade un résultat de recherche fondamentale. Les prochaines étapes naturelles seraient la démonstration à plus grande échelle, l'évaluation de la durée de vie au-delà de 50 cycles, et des essais in vivo pour valider le potentiel biomédical annoncé.

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Les robots pourraient apprendre à prédire et planifier leur navigation grâce à un nouveau cadre bio-inspiré
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Les robots pourraient apprendre à prédire et planifier leur navigation grâce à un nouveau cadre bio-inspiré

Des chercheurs de l'Université Polytechnique du Nord-Ouest (NPU) de Xi'an, en Chine, dirigés par le professeur Guo Bin, ont publié le 22 mai 2026 dans Nature Reviews Electrical Engineering un cadre de navigation cognitive dit "bio-inspiré". L'architecture repose sur trois composantes : reconnaissance dynamique de points de repère saillants, mémoire expérientielle compressée et réutilisable, et prise de décision hiérarchique. Elle est couplée à du matériel neuromorphique, des processeurs spécialisés qui imitent les neurones biologiques en ne s'activant qu'en réponse à des variations du signal sensoriel entrant, réduisant significativement la consommation énergétique par rapport aux architectures de calcul conventionnelles. Selon l'équipe, ce couplage permet à un robot de localiser sa position, d'anticiper son environnement immédiat et de mobiliser des expériences passées dans des situations nouvelles pour planifier ses trajets de manière flexible. Le problème visé est bien documenté dans l'industrie : les robots autonomes actuels, qu'il s'agisse d'AMR en logistique ou de plateformes domestiques, restent fragiles face aux modifications environnementales non planifiées. Un simple déplacement de meuble peut désorienter un système naviguant par carte géométrique préenregistrée, le forçant à une recartographie complète. Le cadre proposé par l'équipe de Guo Bin s'inspire de la manière dont les rongeurs explorent un labyrinthe : plutôt que de mémoriser chaque point d'un espace, le robot identifie des repères clés, compresse cette information en mémoire réutilisable, et reconstruit une carte cognitive à la demande. "La mémoire joue un rôle actif dans la navigation en compressant l'expérience en connaissances réutilisables et en les reconstruisant à la demande", notent les auteurs. Pour les intégrateurs et les décideurs industriels, l'implication concrète est la possibilité de déployer des robots dans des environnements non structurés ou en mutation continue (entrepôts réorganisés, domiciles encombrés, bâtiments en intervention d'urgence) sans recalibrage systématique. L'association avec le hardware neuromorphique renforce l'argument économique : une consommation réduite se traduit par des autonomies plus longues et des coûts opérationnels plus faibles à l'échelle d'une flotte. La navigation autonome en environnement ouvert reste l'un des verrous techniques les plus actifs de la robotique depuis une décennie. Les approches dominantes basées sur le SLAM et la vision profonde ont progressé mais restent coûteuses en calcul et sensibles aux variations de scène. L'inspiration biologique, notamment les travaux sur les cellules de lieu et les cellules de grille chez les rongeurs (Nobel de médecine 2014), a déjà alimenté des architectures comme les puces Loihi d'Intel ou les recherches de l'Université de Manchester. L'équipe NPU propose ici une intégration bout en bout, du raisonnement spatial au substrat matériel basse consommation, dans un cadre unique. L'équipe indique collaborer avec plusieurs organisations pour un passage au terrain, sans préciser lesquelles ni les calendriers : il s'agit pour l'instant d'une publication académique, pas d'un produit déployé commercialement.

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