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Des blocs reconfigurables permettent aux robots d'assembler et réutiliser des bâtiments
RobotiqueInteresting Engineering6sem· 2 min de lecture

Des blocs reconfigurables permettent aux robots d'assembler et réutiliser des bâtiments

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Des chercheurs du MIT ont mis au point un système de construction modulaire dans lequel des unités structurelles légères, appelées voxels, peuvent être assemblées par des robots pour former des bâtiments à l'échelle réelle. Publiés par le groupe de recherche du MIT, ces travaux présentent des blocs géométriquement conçus pour s'emboîter sans fixations permanentes, selon un principe de réseau en treillis où les forces se répartissent sur l'ensemble de l'assemblage plutôt que de se concentrer dans des colonnes ou des poutres isolées. Les robots progressent le long de la structure au fur et à mesure de sa construction, plaçant et connectant chaque unité en séquence. L'ensemble du système a été pensé autour de ce que les machines peuvent exécuter de manière fiable, une logique inverse par rapport au chantier traditionnel, où les outils robotiques sont généralement intégrés à des méthodes conçues pour des équipes humaines.

L'enjeu est à la fois environnemental et économique. Les chercheurs estiment que la construction par voxels pourrait produire une empreinte carbone nettement inférieure à celle des méthodes conventionnelles, grâce à deux facteurs : une utilisation plus légère des matériaux par volume construit, et la possibilité de récupérer et de réutiliser les composants en fin de vie plutôt que de les démolir. Le béton et l'acier génèrent d'importants volumes de carbone incorporé lors de leur fabrication ; un voxel, lui, pourrait théoriquement traverser plusieurs bâtiments successifs au cours de sa durée de vie. L'automatisation modifie également l'équation du travail : en confiant les tâches de placement répétitives à des robots, le système pourrait réduire les coûts et accélérer les délais de construction pour des structures standardisées.

Le projet s'inscrit dans une trajectoire de recherche plus large sur la construction numérique, l'idée que les bâtiments, à l'image de produits manufacturés, peuvent être spécifiés en unités discrètes lisibles par des machines. Mais des limites importantes subsistent à ce stade. Le système s'applique uniquement à des formes géométriquement simples ; les plans irréguliers, les structures mixtes en hauteur et l'intégration des réseaux électriques, de plomberie ou de climatisation dans les parois portantes restent hors de portée. L'imperméabilité, l'isolation thermique et acoustique ne sont pas non plus résolues par la géométrie des voxels seuls. La question de la montée en échelle vers des chantiers multi-étages en conditions réelles demeure entière. Si ces obstacles sont surmontés, l'approche pourrait transformer en profondeur la manière dont architectes et ingénieurs conçoivent et démantèlent les bâtiments de demain.

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Des chercheurs du MIT ont développé un système de construction basé sur des blocs modulaires tridimensionnels, appelés "voxels", assemblés par des robots sur site. L'étude, publiée dans la revue Automation in Construction, a été menée par Miana Smith, doctorante au Center for Bits and Atoms (CBA) du MIT, en collaboration avec Paul Richard de l'École Polytechnique Fédérale de Lausanne, Alfonso Parra Rubio et Neil Gershenfeld, professeur au MIT et directeur du CBA. L'équipe a d'abord évalué huit designs de voxels existants, puis conçu trois nouveaux modèles basés sur une géométrie en treillis octet, capable de s'auto-aligner mécaniquement pour former des structures rigides sans nécessiter de nombreux connecteurs. Pour automatiser l'assemblage, les chercheurs ont développé les MILAbots, des robots qui se déplacent comme des chenilles sur la structure en cours de construction, en ancrant et étendant leur corps, et qui placent les voxels en place à l'aide de pinces avant de les verrouiller par emboîtement. Les résultats préliminaires sont saisissants sur le plan environnemental : ce système pourrait réduire le carbone incorporé, c'est-à-dire l'ensemble des émissions liées au cycle de vie des matériaux, de jusqu'à 82 % par rapport aux techniques courantes comme l'impression 3D en béton, le béton préfabriqué modulaire ou la charpente métallique. Le système serait également compétitif en termes de coût et de délais de construction. Le choix des matériaux utilisés pour fabriquer les voxels joue cependant un rôle déterminant dans leur bilan carbone et leur prix. Si ces chiffres se confirment à plus grande échelle, ce type d'approche pourrait transformer radicalement la manière dont on construit des bâtiments, un secteur qui représente aujourd'hui environ 40 % des émissions mondiales de CO2. Le CBA développe les voxels depuis plusieurs années, jusqu'ici appliqués à des domaines à haute performance comme l'aéronautique et le spatial, en partenariat avec la NASA, Airbus et Boeing, notamment pour des ailes d'avion, des pales d'éoliennes et des structures spatiales. L'idée centrale est d'importer dans la construction la rigueur d'ingénierie de l'industrie aéronautique. "Pourquoi ne pas construire des bâtiments aussi efficacement qu'on construit des avions ?" résume Neil Gershenfeld. Des questions essentielles restent encore à résoudre avant un déploiement à grande échelle : la robustesse à long terme, la résistance au feu, et la montée en puissance du système de robotique. Mais selon les chercheurs, ces premiers résultats valident la faisabilité de la fabrication numérique appliquée au bâtiment, un champ qui pourrait devenir central dans la course mondiale à la décarbonation de la construction.

UEL'implication de l'EPFL de Lausanne et les objectifs de décarbonation du bâtiment (40 % des émissions mondiales) s'inscrivent dans les priorités du Pacte Vert européen, bien que le système reste au stade de la recherche préliminaire.

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Les World Action Models (WAM) constituent une nouvelle famille de modèles d'IA pour la robotique, documentée dans une étude récente qui recense et organise une centaine de publications scientifiques autour de deux grandes lignes architecturales. Contrairement aux systèmes actuels, ces modèles ne se contentent pas d'associer des mouvements à des images de caméra : ils simulent mentalement les conséquences d'une action avant de l'exécuter, en modélisant comment l'environnement va évoluer. L'enjeu est considérable pour le secteur. Les robots industriels et domestiques actuels restent fragiles face à l'imprévu, car leurs modèles n'ont aucune représentation interne de la physique du monde. Les WAM offrent une capacité de planification proactive : un bras robotique peut anticiper qu'attraper un objet d'une certaine façon le fera basculer, et corriger sa trajectoire avant même de bouger. Cela ouvre la voie à des robots beaucoup plus robustes et adaptables dans des environnements non contrôlés. L'avantage décisif de cette approche réside dans les données d'entraînement : les WAM peuvent apprendre à partir de vidéos ordinaires du monde réel, sans étiquetage des actions robotiques, un type de donnée qui était jusqu'ici quasi inutilisable pour les IA robotiques classiques. Cette propriété lève un verrou majeur, car les vidéos non annotées sont disponibles en quantité massive sur internet. La compétition entre laboratoires de recherche et géants de la tech pour maîtriser ce type de modèle devrait s'intensifier dans les prochains mois.

💬 Ce qui m'intéresse là-dedans, c'est pas le robot qui réfléchit avant de bouger, c'est qu'il peut apprendre à partir de vidéos ordinaires, sans annotation spécifique. Les données robotiques étiquetées coûtent une fortune à produire, les vidéos YouTube non, et il y en a des milliards d'heures. C'est le genre de verrou qui, une fois levé, accélère tout le reste.

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Des chercheurs de l'Université de Floride ont développé BlueME, une antenne magnétoélectrique compacte permettant à des robots sous-marins autonomes de communiquer entre eux sur plus de 700 mètres de profondeur. Dirigé par le Dr Md Jahidul Islam, spécialiste en robotique marine, le projet repose sur un réseau d'antennes qui vibrent à leur fréquence naturelle pour émettre des signaux électromagnétiques à très basse fréquence. La consommation énergétique du système est remarquablement faible : environ 10 watts à pleine puissance, soit moins qu'une caméra stéréo standard. Ces signaux traversent les eaux troubles, les sédiments et les environnements sous-marins les plus hostiles sans être perturbés par les particules en suspension ni les échos, contrairement aux technologies acoustiques ou laser actuellement utilisées. Cette percée répond à une limitation critique des drones sous-marins actuels : incapables d'échanger des données complexes en pleine mission, ils doivent régulièrement interrompre leurs opérations et remonter à la surface pour transmettre des informations ou recevoir de nouvelles consignes. BlueME élimine cette contrainte en offrant des communications robot-à-robot fiables et continues dans des profondeurs significatives. Les applications envisagées sont nombreuses et concrètes : les marines militaires pourraient déployer des essaims de drones coopératifs pour détecter des dangers sans exposer de personnel humain, les entreprises offshore pourraient automatiser l'inspection de pipelines sous-marins, et les scientifiques pourraient surveiller des écosystèmes marins en temps réel sans interruption de mission. L'origine de BlueME illustre la fécondité des collaborations interdisciplinaires inattendues. Le Dr Adam Khalifa, spécialiste des implants médicaux miniatures sans fil, a rejoint le projet en apportant une analogie surprenante : le corps humain, composé essentiellement d'eau légèrement salée, pose aux signaux sans fil des défis physiques similaires à ceux rencontrés en milieu sous-marin. L'eau salée absorbe rapidement les ondes radio, forçant habituellement le recours à des antennes volumineuses ou à des niveaux de puissance élevés pour maintenir une communication. En transposant les techniques développées pour faire transiter des signaux à travers les tissus humains, l'équipe a conçu une architecture radicalement différente. Alors que la course à l'autonomie des drones sous-marins s'intensifie, notamment dans les secteurs de la défense, de l'énergie et de la recherche océanographique, BlueME positionne l'Université de Floride comme un acteur clé d'une infrastructure de communication sous-marine qui reste aujourd'hui l'un des derniers grands angles morts des réseaux connectés mondiaux.

UELa technologie BlueME pourrait bénéficier aux acteurs européens du secteur offshore et de la surveillance sous-marine (inspection de pipelines, monitoring d'écosystèmes), mais reste à un stade de recherche universitaire sans déploiement industriel imminent en Europe.

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Le laboratoire de physique appliquée de l'université Johns Hopkins (APL) a publié une présentation détaillant ses travaux récents sur l'IA agentique appliquée aux équipes de robots collaboratifs. Baptisée "Agentic AI for Robot Teams", cette communication expose une architecture scalable conçue pour doter des systèmes robotiques hétérogènes de capacités d'autonomie, de coordination et d'adaptabilité. Les chercheurs y décrivent comment des agents fondés sur des grands modèles de langage (LLM) peuvent être déployés sur du matériel réel, avec des démonstrations impliquant des équipes de robots aux profils et capacités différents. Le document, disponible sous forme de livre blanc, présente également les leçons tirées des phases de recherche et développement en cours. L'enjeu est considérable : faire travailler ensemble des robots qui ne partagent ni les mêmes capteurs, ni les mêmes actionneurs, ni les mêmes logiciels impose des défis de coordination que les architectures classiques peinent à résoudre. En intégrant des LLM comme couche de raisonnement et de planification, les équipes de l'APL cherchent à rendre ces systèmes capables de s'adapter dynamiquement aux imprévus, de se répartir les tâches et de maintenir une cohérence collective sans supervision humaine constante. Cette approche pourrait transformer des domaines comme la logistique autonome, la gestion de catastrophes, les opérations militaires ou l'exploration de milieux hostiles, où envoyer des équipes humaines reste risqué ou impossible. Le Johns Hopkins APL est l'un des principaux centres de recherche appliquée du Département de la Défense américain, ce qui situe ces travaux dans un contexte stratégique lié à la robotique militaire et aux systèmes autonomes multi-agents. La montée en puissance des LLM depuis 2022 a ouvert une nouvelle voie pour la robotique agentique, jusqu'ici freinée par la rigidité des architectures de contrôle traditionnelles. Les suites annoncées portent sur la généralisation de l'architecture à des équipes plus larges et plus hétérogènes, ainsi que sur l'amélioration de la robustesse dans des environnements dégradés ou incertains.

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