De nombreuses missions spatiales font appel à des robots, mais tous présentent des inconvénients : certains sont trop encombrants et d’autres ne peuvent fonctionner sans l’intervention d’un être humain. Le Jet Propulsion Research Laboratory de la NASA teste actuellement un robot polyvalent qui sera capable de cartographier, de naviguer et d’explorer de manière autonome des endroits qui n’ont jamais été visités auparavant. Ce robot, appelé EELS, a la forme d’un serpent, ce qui le rend beaucoup plus facile à déplacer. Son objectif principal est de rechercher des signes de vie dans l’océan caché sous la croûte glacée d’Encelade, une lune de Saturne, en descendant par d’étroites ouvertures à la surface par lesquelles des geysers sont éjectés dans l’espace. Les essais et le développement sont toujours en cours.
Créer un robot pour conquérir l’espace
Une équipe du Jet Propulsion Laboratory de la NASA travaille sur un robot ressemblant à un serpent, capable d’aller dans des endroits que l’homme n’a pas encore explorés. Ils travaillent très rapidement, construisant, testant, apprenant, peaufinant et répétant. Ce robot, appelé EELS, est capable de se déplacer en toute sécurité sur une grande variété de terrains sur la Terre, la Lune et au-delà : sable ondulé, glace, parois rocheuses, cratères, tubes de lave souterrains et espaces labyrinthiques à l’intérieur des glaciers.
Comme le souligne Matthew Robinson, chef de projet de la SADE, les robots peuvent ne pas être en mesure de pénétrer dans des endroits qui ne sont accessibles qu’à la SADE. Si certains robots sont plus efficaces sur certains types de terrain, le concept de la SADE repose sur sa polyvalence. Lorsqu’un robot se dirige vers des territoires inconnus, la polyvalence est mieux utilisée en étant capable de prendre des décisions indépendantes et de se préparer à l’incertitude.
Caractéristiques du robot spatial
En 2019, l’équipe du projet a commencé à travailler sur la première version du robot EELS et y a apporté des modifications. Ils ont effectué des tests mensuels pour améliorer le matériel et le logiciel afin que l’EELS puisse fonctionner de manière autonome. Le robot, appelé EELS 1.0, mesure 4 mètres de long et pèse environ 100 kilogrammes. Il est composé de 10 segments identiques qui tournent pour se déplacer à l’aide de pas de vis, de traction et d’embrayage. L’équipe a utilisé différents types de vis, notamment des vis en plastique blanc de 20 centimètres de diamètre pour les terrains plus meubles et des vis en métal noir plus étroites et plus pointues pour la glace.
L’EELS a été testé dans divers environnements, y compris le sable, la neige et la glace, depuis la cour martienne du JPL jusqu’à un « terrain de jeu pour robots » spécialement conçu dans une station de ski du sud de la Californie, en passant par une patinoire intérieure.
Les scientifiques ont remarqué que s’il existe de nombreux manuels sur la conception de véhicules à quatre roues, il n’en existe aucun sur la création d’un robot serpent autonome capable d’explorer des territoires où aucune voiture n’a jamais mis les pieds.
EELS et sa capacité d’adaptation
En raison des retards de communication entre la Terre et l’espace lointain, un robot EELS a été créé. Il est capable de détecter de manière autonome son environnement, d’évaluer les risques, de naviguer et de collecter des données à l’aide d’outils scientifiques encore inconnus. L’objectif est que le robot puisse se rétablir de manière autonome en cas de circonstances imprévues. Le robot doit comprendre et suivre une route, puis descendre d’une hauteur sans risquer de tomber.
L’EELS crée une carte tridimensionnelle de l’environnement à l’aide de quatre paires de caméras stéréo et d’un lidar, qui est similaire à un radar mais utilise de courtes impulsions laser au lieu d’ondes radio. Sur la base de ces données, des algorithmes de navigation déterminent le chemin le plus sûr. L’objectif était de créer une bibliothèque d' »allures« , c’est-à-dire de façons dont le robot peut se déplacer en réponse à différents défis posés par le terrain, allant du mouvement latéral à la torsion dans un anneau.
La version finale du robot comportera 48 actionneurs, essentiellement de petits moteurs qui offrent une certaine souplesse dans l’adoption de différentes configurations, mais qui compliquent le travail de l’équipe chargée du développement du matériel et des logiciels. Nombre d’entre eux sont dotés de capteurs de force et de couple intégrés qui fonctionnent comme une peau et permettent à l’EELS de détecter la force qu’il exerce sur le terrain. Cela l’aide à se déplacer verticalement dans les goulottes étroites au terrain irrégulier, en s’adaptant pour pousser simultanément sur des parois opposées, comme un grimpeur.
L’année dernière, l’équipe de l’EELS a été confrontée à un test difficile lorsqu’elle a descendu un segment de robot équipé de caméras et d’un lidar dans un puits vertical sur le glacier d’Athabasca, dans les montagnes Rocheuses canadiennes. Cette année, en septembre, l’équipe prévoit de retourner sur le site, qui est un analogue des lunes glacées du système solaire, avec une nouvelle version du robot conçue pour tester la mobilité sous la surface. L’équipe va installer une série de capteurs pour surveiller les propriétés chimiques et physiques du glacier, que l’EELS pourra éventuellement utiliser sur des sites éloignés.
Sources :
- https://www-robotics.jpl.nasa.gov/how-we-do-it/systems/exobiology-extant-life-surveyor-eels/
- https://www.journaldugeek.com/2023/05/27/eels-le-robot-serpent-de-la-nasa-pour-explorer-saturne/
- https://www.cbsnews.com/news/nasa-snake-robot-eels-saturn-moon-enceladus-search-of-life/