Des chercheurs de l'Université du Texas à Austin ont développé une main robotisée capable de manipuler des objets particulièrement fragiles — comme des chips ou des framboises — sans les endommager. Cette technologie, baptisée Fragile Object Grasping with Tactile Sensing (FORTE), combine robotique souple et détection tactile afin d'améliorer la manipulation d'objets délicats.
« Aujourd'hui, la robotique commence à être capable d'effectuer des mouvements relativement larges dans un environnement domestique, mais elle rencontre encore des difficultés lorsqu'il s'agit de gestes fins et précis », explique Siqi Shang, auteur principal de l'étude publiée dans la revue IEEE Robotics and Automation Letters et doctorant au département d'ingénierie électrique et informatique de la Cockrell School of Engineering. « Les robots peuvent plier une chemise, mais ils ont plus de mal à ramasser soigneusement une paire de lunettes ou à manipuler des fruits dans un sac de courses. Nous pensons que l'intégration de signaux sensoriels permettra de leur donner un véritable sens du toucher. »
© The University of Texas
Le fonctionnement du système repose sur un mécanisme simple : lorsque les doigts robotisés se déplacent pour saisir un objet, des canaux d'air intégrés dans la structure se déforment, entraînant des variations de pression. De petits capteurs détectent ces changements et transmettent au robot des informations en temps réel. Grâce à ce retour sensoriel, le système est capable d'identifier rapidement si l'objet commence à glisser.
Les chercheurs ont testé ces pinces sur 31 objets différents, parmi lesquels des framboises, des chips, des pots de confiture, des boules de billard, des boîtes de soupe et des pommes. Lors des essais de préhension à tentative unique, le système a atteint un taux de réussite de 91,9 %. Il a également détecté 93 % des situations de glissement, avec une précision de 100 %.
« Les humains appliquent juste la force nécessaire pour saisir un objet : trop de pression et l'objet est écrasé, pas assez et il glisse des mains », souligne Lillian Chin, professeure adjointe d'ingénierie électrique et informatique à l'Université du Texas. « Reproduire cet équilibre est l'un des principaux défis de la robotique. »
Les capteurs utilisés dans ce dispositif sont imprimés en 3D, ce qui permet de les adapter à différentes formes de pinces. La capacité du système à détecter les glissements permet au robot d'ajuster automatiquement sa prise tout en évitant d'exercer une pression excessive sur l'objet.
Les applications potentielles sont nombreuses. Dans l'industrie agroalimentaire, cette technologie pourrait permettre aux machines de manipuler plus efficacement des produits délicats comme les fruits, les légumes ou certains produits de boulangerie. Dans le secteur médical, elle pourrait faciliter la manipulation d'instruments ou d'échantillons biologiques. Enfin, dans l'industrie manufacturière, elle pourrait être utilisée pour manipuler des composants sensibles tels que l'électronique ou la verrerie.
Afin d'encourager de nouveaux développements, les chercheurs ont rendu publics les plans matériels et les algorithmes du système. Les travaux futurs viseront notamment à réduire la sensibilité du dispositif aux variations de température et à améliorer encore sa capacité à détecter et corriger les situations de glissement.
L'équipe de recherche comprend également Yuke Zhu, professeur associé au département d'informatique, ainsi que Mingyo Seo, doctorant. Le projet a bénéficié du soutien de plusieurs organismes, dont le Texas Robotics Industrial Affiliate Program, la National Science Foundation, l'Office of Naval Research, le programme DARPA TIAMAT et l'Institute of Information & Communications Technology Planning & Evaluation de Corée du Sud.
Pour plus d'informations :
Mike Rosen
Université du Texas
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