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Bio-inspired Robots


Crawl like a snake

Snakes have mastered every environment. They have several ways of crawling, can swim, and even glide through the air. And all that with an extremely simple geometry. Snakes are a precious source of inspiration for the robotician, enabling one to imagine a robot capable of movement in chaotic environments such as post-catastrophic ruins. Several keynote talks will be devoted to robot snakes: their mechanical aspects, the modelling of their locomotion, and their design and robotic control. Some of the most accomplished robots will be presented, notably the well-known ACM RW5 developed at the university of Tokyo, and the snake robots of the EPFL. The topic is not limited to snakes: all modes of terrestrial locomotion inspired by animals can be addressed.

Swim like a fish


Fish enjoy unrivalled manoeuvrability and efficiency, inspiring roboticians and hydrodynamicists to conceive innovative underwater robots. Such high performance swimming derives from the recovery of the energy that each submarine vehicle leaves in its wake. Several keynote talks will present the most advanced results in the subject, both theoretical and technological, most notably those of the pioneering MIT laboratory.

See like a fly


The extraordinary performance of supposedly simple animals are a source of wonder for engineers. With only a few hundred thousands neurons, the fly is capable of aerial acrobatics beyond anything the most sophisticated flying machine can achieve. This performance particularly depends on the organisation of the fly's visual system, currently the object of intensive research. This has inspired micro-sensors which are capable of capturing enough pertinent information to control the flight of a micro-drone, though using only a few pixels. The workshop will host a keynote talk from a pioneer of this research. Other animal senses, such as the sonar of dolphins and bats, and the lateral line and electric sensing of fish will also be the topic of presentations.

Fly like an insect


Insects, like hummingbirds, are capable of extremely rapid and precise aerial manoeuvres. A rapidly growing community of researchers is forming around the understanding of winged flight, and its mechanical imitation. At  the boundaries of fluid mechanics, structural mechanics, and robotics, the vision is of robots suitable for flight in inhabited areas. The workshop will present one of the only insect-inspired robots currently able to fly.

Sensory-motor integration


The nervous system integrates the information necessary to link perception to action and the perception of action. The active collaboration between roboticians and neurobiologists has already enabled the understanding of the function of the spinal cord of the lamprey to be translated into command algorithms for swimming robots. The workshop will welcome a pioneer in this domain as keynote speaker, as well as the robots of the EPFL who use these results for "natural" control of their movements and perception.

Energy conservation

Animals are completely dependent on the energy resources available in their environment, and throughout their evolution have developed a range of strategies for economising these resources. These include extracting vortex energy while swimming, resonant wing movements in insects, or the example of superlubricity in sand-lizards. Numerous animals are the subject of intense research by roboticians desirous of imitating this economy of action.

 

 

 

 

 

 

 

Contact : brw@mines-nantes.fr

 

 

 

 

 

Ramper comme les serpents

Les serpents ont conquis tous les milieux sur terre. Ils savent ramper selon plusieurs modes, mais aussi nager et même planer… et ce avec une géométrie extrêmement simple. Pour le roboticien, ils sont une source d’inspiration précieuse dès qu’il s’agit d’imaginer des robots capables de se déplacer dans des milieux totalement privés de structures tels les gravas de décombres post-catastrophiques… Plusieurs Keynote seront consacrés aux robots serpents que ce soit pour leur aspect mécanique, la modélisation de la locomotion ou la conception et commande pour la robotique. Certain robots parmi les plus aboutis seront également présentés, en particulier le fameux ACM RW5 de l’université de Tokyo, ou les robots serpents de l’EPFL. Outre les serpents, tous les modes de locomotions terrestres inspirés de l'animal pourront être abordés.

Nager comme les poissons

Les poissons jouissent d’une manœuvrabilité et d’une efficacité sans égale. Aussi, les roboticiens et hydrodynamiciens s’en inspirent pour concevoir des robots sous-marins innovants. Les performances élevées de la nage seraient en particulier le fait de mécanismes de récupération d’énergie que tout véhicule sous-marin libère dans son sillage. Plusieurs keynote présenteront les résultats parmi les plus avancés sur le sujet que ce soit sur le plan théorique ou technologique. En particulier, les travaux du MIT, laboratoire pionnier en la matière seront présentés.

Voir comme les mouches

Les extraordinaires performances des animaux réputés les plus simples sont une source d’émerveillement sans pareil pour l’ingénieur. Les mouches, avec quelques centaines de milliers  de neurones seulement, sont capables d’acrobaties aériennes sans commune mesure avec ce que peuvent faire nos engins volants les plus sophistiqués. Ces performances sont en particulier le fait de l’organisation de leur système visuel. Aujourd’hui objet d’intenses recherches, ce système est l’initiateur de nouveaux capteurs visuels ultra réduits, aptes à tirer des informations pertinentes pour le vol d’un micro-drone à partir de quelques pixels seulement. Le workshop accueillera une keynote d’un des pionniers de ces recherches. D'autres sens tels que le sonar des dauphins ou des chauves souris, la ligne latérale des poissons ou encore le sens électrique feront l'objet de présentations.

Voler comme les insectes

Les insectes, comme les colibris sont capables de manœuvres aériennes extrêmement rapides et précises. Aujourd’hui, une communauté en pleine extension s’est formée autour de la compréhension du vol battant et de son imitation par la machine. Aux frontières de la mécanique des fluides, des structures et de la robotique, l’idée est de concevoir des robots aptes à se déplacer en toute discrétion dans des zones habitées. Le workshop accueillera, sur ce sujet, l’un des seuls robots inspirés de l’insecte aujourd’hui en parfait état de vol.

Intégration sensori-motrice

Entre le corps qui perçoit et celui qui agit, le système nerveux intègre les informations afin d'adapter la perception à l’action et réciproquement. La coopération active entre roboticiens et neurobiologistes est l’un des faits remarquables de la bio-robotique. Elle a déjà permis de recopier le  système spinal de la lamproie et de le traduire en algorithmes de commande implémentables sur des robots nageurs. Le workshop accueillera en keynote speaker l’un des pionniers de ce domaine ainsi que les robots de l’EPFL qui exploitent ces résultats pour coordonner avec « naturel » leurs mouvements et leurs perception.

 

Energie

Extrêmement dépendants des ressources en énergie offertes par leur milieu de vie, les animaux ont développé tout au long de l’évolution tout un panel de stratégies pour économiser ces ressources. Que ce soit l’extraction d’énergie des vortex dans le cas de la nage, la mise en résonance des ailes des insectes, les cas de supra-friction de lézards des sables… Nombre d’animaux font l’objet d’études intenses pour le roboticiens désireux de reproduire ces performances.