Sassa, un nouveau robot quadrupède plus performant

Cette dernière décennie a vu s’accélérer l’essor des robots quadrupèdes. Initialement assez patauds en conditions maîtrisées, leurs comportements ont bénéficié d’avancées techniques et théoriques, jusqu’à atteindre les démarches agiles qu’on leur connaît aujourd’hui, y compris en environnements extérieurs inconnus.

Le développement de ces plateformes robotiques engendre des coûts humain et matériel importants, freinant l’apparition de nouveaux acteurs dans le domaine, qu’ils soient industriels, académiques ou hobbyistes. Les entreprises qui proposent des robots quadrupèdes clé en main ne fournissent pas en libre accès l’entièreté des ressources (design, composants, code). Cela limite les possibilités de modification et le degré de maîtrise sur ces plateformes.

Pour répondre à ces besoins, les projets libres se multiplient. Parmi eux, l’Open Dynamic Robot Initiative à laquelle une équipe du LAAS-CNRS, composée notamment de Thomas Flayols, chargé de recherche CNRS au LAAS-CNRS et Pierre-Alexandre Leziart, post-doctorant au LAAS-CNRS, a participé en développant le petit robot quadrupède Solo-12 (40 cm de long pour 2,5 kg), en collaboration avec le Max Planck Institute de Tübingen et l’Université de New-York.

Les capacités de Solo-12 en termes d’autonomie et de charge embarquée étant limitées par son gabarit, la conception d’un nouveau robot quadrupède est lancée en 2023 : Sassa. Nommé d’après une petite antilope du sud-est de l’Afrique, il est doté de batteries et de moteurs plus puissants, rendant envisageable l’installation de capteurs additionnels (caméras, LIDARs), voire même d’un petit bras manipulateur. Entièrement compatible avec l’électronique de puissance de Solo-12, cette nouvelle plateforme est aussi l’occasion d’itérer sur cet aspect en ajoutant de nouvelles fonctionnalités tout en améliorant ses caractéristiques (fréquence de contrôle, pertes énergétiques, etc.).

La structure mécanique d’un robot quadrupède doit être légère pour minimiser la masse embarquée et ainsi la consommation énergétique, tout en résistant aux contraintes physiques de la marche et à d’éventuels impacts ou chutes imprévues. Leur électronique doit pouvoir correctement gérer l’approvisionnement énergétique des capteurs et des actionneurs, même lors de pics de consommation ponctuels. Enfin, les décisions prises par les ordinateurs embarqués doivent être suffisamment rapides pour que le robot puisse conserver son équilibre dans toutes les situations rencontrées et sous l’effet de perturbations imprévisibles.

Dans le cadre du projet QUADRUPES, porté par Philippe Soueres, directeur de recherche CNRS au LAAS-CNRS, et déposé à l’agence nationale de la recherche, de futurs développements sont déjà envisagés pour exploiter les possibilités offertes par Sassa, avec notamment l’ajout à l’avant du robot d’une tête portée par un cou articulé. Cette tête sera équipée de divers capteurs incluant une centrale inertielle, une caméra et des microphones, ainsi que d’une pince mécanique. Ces ajouts permettront de développer les capacités de navigation dans l'environnement, ainsi que de nouvelles capacités de préhension. Ce sera aussi l’occasion d’étudier plus précisément le rôle de la tête dans les mouvements des quadrupèdes, véritable pivot entre la perception extéroceptive (vue, ouïe) et la représentation interne du corps par proprioception (système vestibulaire, capteurs musculaires et articulaires).