Des scientifiques de l’EPFL et de l’Université de New York ont mis au point un poisson robotique pouvant se décliner en plusieurs tailles. Il peut ainsi être utilisé pour l’étude des ruisseaux peu profonds, comme pour l’exploration des eaux libres.Depuis longtemps, les véhicules sous-marins à hélice aident les scientifiques à explorer et à surveiller les milieux aquatiques. Mais ils sont limités par leur propre mécanique : les pales en rotation peuvent s’accrocher à la végétation, remuer les sédiments et effrayer la faune qu’ils sont souvent chargés d’étudier, ce qui les rend peu adaptés aux ruisseaux peu profonds, aux herbiers denses ou à s’approcher au plus près des animaux marins.C’est l’une des raisons pour lesquelles les ingénieures et ingénieurs en robotique ont passé des années à développer des machines qui nagent comme des poissons, en ondulant plutôt qu’en faisant tourner une hélice. Néanmoins, la plupart des robots inspirés des poissons sont conçus avec une taille définie et pour une tâche spécifique; les répliquer en plus grand ou plus petit implique donc généralement de repartir de zéro.Une équipe de l’EPFL et de l’Université de New York (NYU) a trouvé un moyen de résoudre ce problème avec un robot inspiré de poissons tels que la morue et le maquereau, baptisé ScaFi (pour Scalable Fish). Ces poissons nagent en concentrant l’essentiel de la flexion de leur corps vers l’arrière. Dans la nature, ce mode de nage s’applique à une vaste palette de tailles corporelles.« Aujourd’hui, si l’on veut surveiller un ruisseau et ensuite un lac, on a en principe besoin de deux robots différents », explique Nana Obayashi, première autrice de l’étude publiée dans npj Robotics. « Les environnements qui nous intéressent ne se résument pas à une seule taille, nous pensons donc que les outils ne devraient pas non plus se limiter à un seul gabarit. »Actuellement professeure assistante au Centre de robotique et d’intelligence incarnée de l’Université de New York (NYU), Nana Obayashi a dirigé ce projet tout en terminant son doctorat au sein du Laboratoire de conception et de fabrication de robots informatiques, dirigé par Josie Hughes, à la Faculté des sciences et techniques de l’ingénieur de l’EPFL.Les robots ScaFi de 0,6 mètre, 1,1 mètre et 2,9 mètres de long. 2026 CREATE Lab EPFL CC BY SA-4.0Étudier systématiquement différents environnementsScaFi est doté d’une partie avant rigide et d’une queue flexible composée de tiges en fibre de verre. Un seul moteur tire sur deux câbles qui se croisent près de l’extrémité de la queue, produisant la courbure en S, nécessaire au mouvement de nage semblable à celui d’un poisson.Le diamètre des tiges formant la queue est la seule partie qui varie en fonction de la taille du robot. Elles s’épaississent proportionnellement à mesure que le robot grandit, afin de conserver un comportement de courbure de la queue similaire.Le mécanisme moteur et le système de câbles croisés restent identiques, quelle que soit la taille du robot. Cette caractéristique pourrait réduire les efforts d’ingénierie nécessaires à la construction de robots imitant les poissons pour différents environnements. Cela offre également aux chercheuses et chercheurs une plateforme pour étudier comment les performances de nage varient en fonction de l’échelle, une question difficile à étudier de manière systématique, tant chez les animaux que chez les robots.À l’eau !L’équipe a construit trois robots (0,6 mètre, 1,1 mètre et 2,9 mètres de long) et a testé leurs performances de nage. En collaboration avec le Laboratoire de diagnostic des écoulements instationnaires, dirigé par Karen Mulleners, les scientifiques ont découvert que le plus petit a produit des tourbillons d’eau similaires à ceux laissés par de vrais poissons. Pour les trois gabarits, les mouvements de nage s’alignaient étroitement une fois ajustés en fonction de la taille du corps. Cela prouve que l’approche de mise à l’échelle permet de conserver la nage de type poisson même lorsque la longueur des robots a été multipliée par près de cinq.Ils ont également déployé les robots sur le terrain : celui de taille moyenne dans un ruisseau suisse, le plus grand dans le lac Léman, et le plus petit dans des ruisseaux d’une profondeur de seulement 15 à 30 centimètres. Lors de l’essai dans le ruisseau, le robot a continué à nager même après une perte de signal GPS.L’efficacité énergétique s’est avérée plus difficile à mettre à l’échelle. Les deux plus petits robots ont affiché des performances similaires, mais le plus grand s’est révélé moins efficace et a nécessité un moteur différent, plus puissant. Les scientifiques suggèrent que la traînée et l’inertie pourraient en être responsables, bien que la cause exacte reste à déterminer. Autrement dit, l’équipe a réussi à reproduire le mouvement de nage à différentes tailles plus facilement que l’énergie nécessaire pour faire marcher le robot.Les essais de perturbation ont mis en évidence un autre phénomène. Le plus petit robot était le plus agile, mais a mis le plus de temps à se stabiliser après avoir été dévié de sa trajectoire, tandis que les robots plus grands étaient moins agiles, mais plus stables.Cette approche, consistant à adapter l’échelle d’un robot autour d’un paramètre structurel clé, pourrait s’appliquer à d’autres robots souples, y compris ceux évoluant hors de l’eau. Reste à déterminer si les performances énergétiques peuvent être optimisées avec autant de succès que le mouvement de nage.RéférencesObayashi, N., Anastasiadis, A., Gumowski, J. et al. ScaFi: length-scalable, compliant, parametric robotic fish design for operation in multiple environmental niches. npj Robot (2026). DOI: 10.1038/s44182-026-00105-z