Le centre de recherche Ames de la NASA travaille sur le développement d’un système de construction autonome qui pourrait devenir une pièce centrale des futures missions spatiales. Ce programme, baptisé ARMADAS (Automated Reconfigurable Mission Adaptive Digital Assembly Systems), repose sur un ensemble de robots relativement simples qui ressemblent à de grosses chenilles mécaniques. En substance, ce sont des ensembles de segments métalliques articulés entre eux par des moteurs.
Individuellement, ces engins assez rudimentaires par rapport à d’autres créations de la NASA ne serviraient pas à grand-chose. Mais ensemble, ils peuvent constituer une équipe de choc capable d’assembler, de réparer et de configurer une grande structure. Pour cela, ils s’appuient sur un algorithme qui joue le rôle de maître d’œuvre. Sa première mission est de transformer une structure 3D virtuelle en un ensemble de voxels — l’équivalent en trois dimensions des pixels — qui sert de plan d’assemblage. Ensuite, il se charge d’indiquer quel robot doit assembler quelle section à quel moment pour qu’ils puissent tous travailler de concert sans se marcher dessus.
Cette approche modulaire est très intéressante dans ce contexte, car elle permet de contourner certaines des limites traditionnelles de la robotique appliquée à la construction. « Généralement, c’est très difficile de développer un robot autonome robuste qui peut opérer dans un environnement non structuré, comme un chantier typique. Nous avons pris le problème par l’autre bout en utilisant des petits robots très simples et fiables qui travaillent sur un maillage extrêmement structuré », explique Christine Gregg, ingénieure en chef du programme ARMADAS. Leur matériel de prédilection, c’est un ensemble de blocs qui ne payent pas de mine à première vue. Pourtant, ces drôles de polyèdres — des cuboctaèdres, pour être précis — sont de petites merveilles d’ingénierie. Ils sont construits dans un alliage très sophistiqué, dont les performances rivalisent avec celles des matériaux que l’on trouve par exemple dans les ailes des avions de dernière génération. Ils sont à la fois très rigides, résistants et surtout exceptionnellement légers, ce qui permet aux robots de les manipuler sans difficulté en se déplaçant d’un voxel à l’autre.
Pour le moment, ces voxels ne sont encore constitués que d’une armature. Mais les ingénieurs sont en train de développer de nouveaux modèles divers et variés qui comprendront des blindages, des connexions électriques, des panneaux solaires, et ainsi de suite. La NASA espère que cette approche permettra un jour de construire de grandes structures en orbite, ou même à la surface d’autres planètes en prévision d’une mission de colonisation menée par des humains en chair et en os. Pour se rapprocher de cet objectif, la NASA a récemment organisé une grande démonstration en laboratoire. Et les robots se sont comportés exactement comme les ingénieurs l’avaient prévu. En quelques heures, ils ont réussi à assembler une structure modulaire de la taille d’un abri de jardin sans la moindre assistance humaine.
Cela a montré aux ingénieurs que leurs prototypes de robots fonctionnaient correctement et que l’algorithme était au point. Mais encore fallait-il que cet assemblage apporte satisfaction aux ingénieurs en termes de performances structurales. Ils ont donc testé minutieusement le résultat final, et contrairement à ce qu’on pourrait penser, il s’est avéré extrêmement solide. « Il est surprenant de constater à quel point ces systèmes sont solides et rigides, compte tenu de leur apparence », se réjouit l’équipe. Au bout du compte, ce test était donc un grand succès. « L’expérience d’assemblage a permis de valider des parties cruciales du système : l’extensibilité et la fiabilité des robots, ainsi que les performances des structures qu’ils construisent », explique Gregg. L’équipe ARMADAS a bon espoir que cette approche permettra bientôt de produire des structures bien plus élaborées, qui pourraient ensuite être étendues ou reconfigurées à l’infini. Surtout si cette technologie est utilisée en complément d’autres systèmes qui permettront de construire ces blocs modulaires directement à partir des ressources disponibles sur place.
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
