RAIBO2 : comment un robot quadrupède a parcouru un marathon avec une seule batterie
← Retour aux actualitésLes pertes thermiques dans les moteurs : une partie de l’électricité alimentant les actionneurs des articulations est convertie en chaleur, surtout lors des phases de forte sollicitation. Les frottements mécaniques : les engrenages et les articulations en mouvement génèrent des pertes par friction, d’autant plus importantes que les pièces sont lourdes ou mal lubrifiées. Les impacts au sol : chaque pas implique un contact brutal avec le sol, suivi d’un rebond ou d’un glissement partiel, ce qui dissipe une partie de l’énergie cinétique. Réduire les coûts de production : les matériaux et composants utilisés (alliages légers, transistors SiC) sont coûteux. L’industrialisation passera par des alternatives plus économiques, sans sacrifier l’efficacité. Améliorer la robustesse : RAIBO2 a été testé sur un parcours contrôlé, mais les environnements réels (zones accidentées, températures extrêmes) imposent des contraintes supplémentaires. Les chercheurs travaillent sur des systèmes de refroidissement passif et des revêtements résistants à l’usure.
📑 Sommaire
💡 En 3 points clés
- Les pertes thermiques dans les moteurs : une partie de l’électricité alimentant les actionneurs des articulations est convertie en chaleur, surtout lors des phases de forte sollicitation.
- Les frottements mécaniques : les engrenages et les articulations en mouvement génèrent des pertes par friction, d’autant plus importantes que les pièces sont lourdes ou mal lubrifiées.
- Les impacts au sol : chaque pas implique un contact brutal avec le sol, suivi d’un rebond ou d’un glissement partiel, ce qui dissipe une partie de l’énergie cinétique.
Un exploit technique et énergétique
Le 17 novembre 2024, lors du marathon de la figue séchée de Sangju en Corée du Sud, un robot quadrupède nommé RAIBO2 a franchi la ligne d’arrivée après 4 heures, 19 minutes et 52 secondes de course. Sans recharge ni changement de batterie. Une performance qui, à l’époque, avait marqué les esprits : c’était la première fois qu’un robot de ce type parcourait les 42,195 km d’un marathon en conditions réelles. Mais ce qui rend cette réalisation remarquable, ce n’est pas seulement la distance. C’est la façon dont RAIBO2 a géré son énergie.
Le coût de transport : une métrique clé
Pour évaluer l’efficacité énergétique d’un robot en mouvement, les chercheurs utilisent le Total Cost of Transport (TCOT). Cette valeur sans dimension représente l’énergie dépensée par unité de poids et de distance parcourue. Plus le TCOT est bas, plus le robot est efficace.
RAIBO2 a atteint un TCOT de 0,25 sur l’ensemble du marathon. À titre de comparaison, un humain moyen affiche un TCOT d’environ 0,37 pour la même distance. Autrement dit, le robot a consommé 32 % d’énergie en moins que l’être humain, pour un poids et une distance identiques. Une performance inédite pour un robot quadrupède, qui ouvre la voie à des applications où l’autonomie est critique : patrouilles en zone montagneuse, interventions en milieu sinistré, ou surveillance d’infrastructures industrielles.
Où l’énergie est-elle perdue ?
Contrairement à un véhicule à roues, un robot quadrupède dépense de l’énergie en permanence pour maintenir son équilibre, compenser les pertes cinétiques à chaque pas, et gérer les frottements internes. Les chercheurs du KAIST ont identifié trois sources majeures de dissipation énergétique :
Pour minimiser ces pertes, l’équipe a repensé l’intégralité du système, depuis la mécanique jusqu’au logiciel de commande.
Une conception systémique : mécanique, électronique et contrôle
RAIBO2 n’est pas le résultat d’une optimisation ponctuelle, mais d’une approche holistique. Trois leviers ont été actionnés simultanément :
1. Une mécanique allégée et transparente en force
Les jambes du robot ont été conçues pour être légères tout en restant rigides. Leur structure, baptisée force-transparent, permet de transmettre les efforts sans déformation excessive, réduisant ainsi les pertes par hystérésis. Les matériaux composites et les alliages légers ont été privilégiés pour limiter la masse tout en conservant une résistance mécanique suffisante.
2. Une électronique de puissance optimisée
Les circuits d’alimentation des moteurs ont été repensés pour limiter les pertes par effet Joule. L’utilisation de transistors à faible résistance de conduction (comme les MOSFET en carbure de silicium) et de topologies de conversion adaptatives permet de réduire la dissipation thermique de près de 20 % par rapport aux solutions classiques.
3. Une politique de locomotion apprise et optimisée
Le robot utilise un modèle de marche appris par apprentissage par renforcement, entraîné sur des milliers d’heures de simulation. Ce modèle génère des trajectoires de pas qui minimisent les pertes d’énergie, en tenant compte du terrain (pentes, surfaces glissantes) et de l’état de charge de la batterie. Lors du marathon, RAIBO2 a ajusté sa vitesse moyenne à 2,64 m/s, un compromis entre la durée de fonctionnement des capteurs (qui consomment en continu) et l’énergie dépensée par les articulations.
Gestion dynamique de l’énergie : l’art de l’équilibre
RAIBO2 a aussi tiré parti de la topographie du parcours pour économiser de l’énergie. En descente, ses moteurs fonctionnent en mode générateur : l’énergie cinétique de la descente est partiellement récupérée et stockée dans la batterie. À l’inverse, en montée, le robot ajuste sa posture pour réduire l’effort nécessaire, tout en maintenant une vitesse stable.
Sur l’ensemble du marathon, RAIBO2 a consommé 1 280 Wh. Avec une batterie de 2 016 Wh, les chercheurs estiment qu’il aurait pu parcourir 65 km sans recharge. Une autonomie trois fois supérieure à celle des quadrupèdes existants.
Et après ? Vers des applications industrielles
L’équipe du KAIST ne compte pas s’arrêter là. L’objectif est désormais de transférer ces résultats du laboratoire vers l’industrie. Pour cela, deux défis restent à relever :
Hwangbo Jaemin, professeur à l’origine du projet, résume ainsi la portée de ces travaux : « Nous avons prouvé qu’un robot quadrupède pouvait allier performance locomotrice et efficacité énergétique. L’enjeu maintenant est de rendre cette technologie accessible, pour des applications où l’autonomie fait la différence. »
Source : [nature.com](https://www.nature.com/articles/s41586-026-11102-5) | [researchsquare.com](https://www.researchsquare.com/article/rs-6040970) | [joongang.co.kr](https://www.joongang.co.kr/article/25464536)