Dash : le robot biomimétique indestructible

Publié le : 17 septembre 2013

Dash est un robot dont les éléments du corps sont découpés au laser dans un matériaux feuilleté. La construction se fait en 70 minutes environ et sans outils spéciaux autre que ses mains ; aucune soudure ou programmation n'est nécessaire.

Pour mémoire

Enfin, Dash Robotics c'est décidé de fournir un de leurs incroyables robots-jouets bio-inspirés en échange de quelques dizaines de dollars.
Oui, pendant des années Dash a réunis des milliers de fans, mais il a toujours été un de ces robots de recherche qui vit uniquement dans un laboratoire et obtient rarement l'autorisation de sortir de son cadre d'expérimentation. Maintenant c'est fait.

Le robot Dash est équipé d'un moteur, d'une transmission mécanique et d'une petite carte électronique. Avec sa batterie lithium-polymère il pèse moins de 20 grammes.

Il court très vite, franchis des obstacles, marche en tout terrain et continue sa course après une chute d'un immeuble de huit étages.

Pourquoi Dash est-il si intéressant ?

L'astuce première est dans la façon dont est fabriqué Dash. C'est à partir d'une seule feuille de matériau SMC (Smart Composite Microstructures) que les composants du robot sont fabriqués. Le matériau SMC est un sandwich de carton, de plastique et d'adhésif. Cette technique permet de faire des joints flexibles directement sur le corps du futur robot.

La découpe laser entaille des fenêtres dans le carton en épargnant la couche polymère. Cela permet aux fenêtres d'être articulées comme une charnière.
En coupant ces charnières à certains endroits et suivant un patron, nous pouvons construire des mécanismes pliés complexes (origamis), comme des hanches, des articulations et des transmissions.

Biomimétisme

L'autre clé de Dash est sa conception biomimétique (d'inspiration animale).
Une étude sur la locomotion animale, menée pendant des années avec des biologistes de renommée mondiale, a permis d'acquérir les principes qui permettent aux créatures de courir si vite.
Tous les animaux, qu'ils soient kangourous, humains, cafards et autres lézard, ont une élasticité qui leur permet de rebondir sur le sol quand ils courent. Cette souplesse doit être ajustée précisément afin de courir rapidement et efficacement à la fois.

Dash est spécialement optimisé sur ces principes de base afin qu'il puisse battre des records de vitesse. Etant donné que l'intelligence est située dans la mécanique, Dash n'a pas besoin de processeurs puissants et d'actionneurs lourds comme les autres robots.

Sortie du laboratoire

Etonnament, Dash a été transformé à partir d'une plate-forme de recherche pour en faire un robot disponible à l'achat et encore plus étonnant d'un prix raisonnable et abordable par tout passionné de robotique.

La version bêta, qui comprend un robot contrôlable (que vous assemblez vous-même en une heure avec un peu de colle) et un ensemble électronique complet, est proposée pour soixante-cinq dollars seulement.
Vous pouvez l'obtenir dans n'importe quelle couleur que vous voulez, tant que c'est bleu, orange, jaune ou noir.
Mais si vous êtes plusieurs petits malins à faire l'achat en groupe avec chacun une couleur, vous pourrez vous échanger les pièces et faire des robots multicolores. Il est possible aussi de peindre les pièces avec de la peinture à maquette.

Que faire avec Dash ?

Le robot est contrôlé par Bluetooth via votre appareil mobile et la diversité de capteurs embarqués permet une gamme d'applications qui vont de l'évitement d'obstacle à un comportement de type photovore.

Une électronique personnalisable

Une des choses qui est très appréciée au sujet de Dash (parmi toutes sortes d'autres choses) est le niveau d'ouverture de ses créateurs.

Voici ce qu'en disent Paul, Kevin, Nick et Andrew, les concepteurs de Dash :

Nous développons un ensemble électronique personnalisable qui est compatible Arduino. Il utilise la communication Bluetooth 4, dispose d'un contrôleur de moteur, plusieurs LED et se connecte avec un port Micro-USB.
La batterie peut être chargée via le connecteur Micro-USB et procure une autonomie de quarante minutes environ.

L'électronique est plug-and-play, de sorte que vous pouvez faire fonctionner Dash sans aucune connaissance en programmation. Mais nous l'avons également faite modifiable afin que vous puissiez profiter des capteurs embarqués et de vos propres capteurs ajoutés.
Vous aurez accès aux éléments suivants :

• Gyroscope,
• capteur de lumière visible,
• Led (rouge, verte, jaune),
• émetteur et capteur infra-rouge,
• connecteur d'entrées/sortie pour extension,
• communications par Bluetooth,
• connecteur Micro-USB.

La version Dash Beta (qui sera probablement la plus demandée) n'est pas appelée Beta seulement pour le fun. Elle participe au fondement de la structure commerciale de Dash et aidera à comprendre ce que sera la prochaine génération de Dash.
Il est probable que la prochaine génération sera également beaucoup plus importante que cette première, qui est limitée à seulement un millier de robots.
Il faudra attendre le début 2014 pour que les kits soient expédier et Dash Robotics s'attend à ce qu'ils se vendent bien avant cela.
[Fin de citation]

Remarque : Dash Electronics est un projet open-source, et tous les schémas et le code seront mis à la disposition du public un mois après l'expédition des précommandes (qui servirons d'investissement de base à la création d'une structure commerciale).

Sources et ressources : Dash Robotics, [dashrobotics.com],
projet de commercialisation et précommandes : Dragon Innovation, [dragoninnovation.com].

Suggestions et réflexions en attendant que Dash arrive en France

Si vous habitez à l'extérieur des États-Unis ou du Canada il faudra patienter ou contacter un de vos amis sur habitant en Amérique pour qu'il commande un Dash et vous le ré-expédie.
Cependant, Dash Robotics s'efforce d'avoir une certification mondiale. Si vous souhaitez être prévenu lorsque Dash deviendra disponible mondialement, il est conseillé de s'inscrire sur leur mailing-list pour être les premiers informés.

Fabriquer selon le concept de Dash

Construire des prototypes de robot, d'articulations ou de transmissions mécaniques en carton est une très bonne idée. Le carton est peu couteux, voir gratuit si on sait le récupérer. On peut citer par exemple, les cartons de boite à chaussures, les chemises/classeurs à élastique (et dossiers suspendus), les boites d'emballage alimentaire et les calendriers publicitaires.

Faire son gabarit

Si vous avez dessiné vos composants avec votre ordinateur vous pouvez peut-être passer votre carton dans votre imprimante ; sinon il faudra imprimer sur une feuille ordinaire et la coller sur votre carton.
Comme tout le monde ne possède pas de découpeuse laser, vous pouvez utiliser un bon cutter pour découper les formes en mettant un des gros calendrier distribués par votre banque ou marchand de matériaux local comme support de découpe. Pour les coupes rectilignes prenez une règle lourde afin de guider votre outil de coupe.

Fabriquer un matériaux multicouche à base de carton

Ici encore, nous avons le choix dans la variété des matériaux. La couche polymère pourra être remplacée par une feuille de plastique. Des essais sont à faire quant à la tenue au collage des différentes couches.
Il y a deux avantages dans le multicouche :

• Le matériaux composite obtenue procure une meilleure tenue, souplesse et solidité,
• la couche médiane peut réaliser des charnières encapsulées dans la matière.

Il est possible de faire des essais avec du ruban adhésif double face. Quelques autres idées sont exploitables :

• les intercalaires transparents,
• les couvertures transparentes des documents reliés par anneaux plastiques,
• du rhodoïd©,
• les embalages alimentaires rigides : fromage de brebis en part, plats préparés, bac de glace à la pistache.

La principale difficulté est de trouver une matière, souple qui ne se déchire pas, qui se découpe et se colle facilement.
Vous obtiendrez facilement des chutes de ces matières auprès des professionnels de votre entourage.

Les charnières peuvent être constituées par l'ajout d'une autre matière que la couche médiane déjà choisie.

• du kapton utilisé comme isolant fin dans le câblage électronique,
• les films qui constituent certains isolants thermiques minces (parties aluminées ou pas),
• des rouleaux d'adhésif (toile ou pvc) utilisé dans le bâtiment,
• les pochettes anti-statiques de protection des circuits ou composants électroniques,
• les cartes routières indéchirables qui sont devenues obsolètes,
• Le film aluminé qui ferme les pots de yaourt est souple et indéchirable, il constitue une bonne matière pour des charnières,

Les circuits imprimés souples qui équipent les têtes d'imprimante ou de scanner sont prévus pour des mouvements répétitifs. Ils peuvent faire de bonnes articulations tant que nous restons dans le domaine de l'expérimentation.

Moteur et engrenages

Dans ce genre de réalisation un petit moteur suffit à animer votre robot. On préfèrera les réducteurs et engrenages en plastique pour optimiser le poids.
Une fois de plus, les idées de récupérations sont quasi illimitées : imprimante, jouet, mini-voiture, brosse à dent électrique, servos-moteur…

Un cerveau électronique

Même si vous n'avez pas toutes les options décrites dans la version Beta de Dash, il est possible d'occuper ses soirées et ses week-end à chercher les solutions techniques simples pour faire fonctionner votre robot en mode cafard photovore.

Une version spécifique d'Arduino est utilisable en version finale.
Sinon, une carte Arduino-nano suffirra pour les premiers essais et la mise au point. Il faudra une petite batterie lithium-polymère pour alléger la réalisation (récupérable sur des téléphones).