La récolte des mûres n'est pas une tâche facile. Chaque baie, vendue dans le rayon des fruits et légumes, doit être ramassée à la main, car les fruits peuvent être facilement abîmés ou complètement détruits. Ici, dans le Sud, la récolte a lieu au beau milieu des mois chauds de l'été. De plus, toutes les baies d'un même pied ne sont pas nécessairement mûres en même temps, nécessitant alors plusieurs passages.
Le roboticien en génie biomédical Yue Chen travaille avec des collaborateurs de Georgia Tech et de l'Université de l'Arkansas sur une solution robotique autonome pour ce travail harassant. Et bien qu'il s'agisse d'un outil qui semble loin du domaine traditionnel du génie biomédical, le système pourrait un jour déboucher sur des innovations en matière de chirurgie mini-invasive.
« La récolte est un excellent point d'entrée pour valider ce type de technologie de robotique douce dans des applications réelles », a déclaré Chen, professeur adjoint au département Wallace H. Coulter d'ingénierie biomédicale de Georgia Tech et d'Emory University.
« Je m'occupe de dispositifs médicaux et j'essaie de mettre au point un dispositif très adroit, très souple, pour sauver la vie des patients. Je m'occupe de beaucoup de problèmes de mathématiques, d'ingénierie et de mécanique, et de ce point de vue, prélever des baies est assez similaire à l'ablation d'une tumeur dans le corps. Vous voulez identifier une cible, effectuer la planification de la trajectoire, atteindre la cible, retirer la cible très délicatement et, surtout, éviter d'endommager les tissus environnants, comme un vaisseau sanguin ou un nerf. »
La première avancée des chercheurs est une pince robotique souple qui peut saisir et retirer délicatement les mûres de la plante - sans les endommager. Ils présentent ce dispositif cette semaine à la conférence internationale IEEE sur la robotique et l'automatisation, qui est considérée comme la plus grande réunion de recherche en robotique au monde.
Le prototype de pince ressemble à une main bulbeuse à trois doigts, ce qui n'est pas un hasard. En collaboration avec Renee Threlfall, chercheuse expérimentée dans le domaine des mûres à l'Université de l'Arkansas, l'équipe a construit un gant à capteurs et a recueilli des données sur la force nécessaire pour récolter les baies et sur la technique typique des cueilleurs.
« Nous avons d'abord caractérisé la force générée par la main, le nombre de doigts utilisés pour saisir les baies - en fait, nous n'utilisons pas les cinq doigts, mais trois, et nous avons caractérisé tout cela », a déclaré Chen.
Forts des données sur la force et de l'idée des trois doigts, Chen et son équipe ont commencé à concevoir. Ils se sont inspirés de la main humaine et ont finalement utilisé du silicone souple et des capteurs de force intégrés pour les « doigts », ainsi qu'un système unique de tendons pour le mouvement.
Pour plus d'informations :
Joshua Stewart
Wallace H. Coulter
Department of Biomedical Engineering
jstewart@gatech.edu