Un nouveau type de système de contrôle peut élargir la gamme de tâches des robots et permettre des interactions plus sûres avec les personnes –

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  • Imaginez un robot.

    Vous venez peut-être d’évoquer une machine avec un extérieur rigide et métallique. Bien que les robots armés d’exosquelettes durs soient courants, ils ne sont pas toujours idéaux. Les robots au corps souple, inspirés par des poissons ou d’autres créatures spongieuses, pourraient mieux s’adapter aux environnements changeants et travailler plus en toute sécurité avec les gens.

    Les roboticiens doivent généralement décider de concevoir un robot à corps dur ou mou pour une tâche particulière. Mais ce compromis n’est peut-être plus nécessaire.

    En travaillant avec des simulations informatiques, les chercheurs du MIT ont développé un concept de robot à corps souple qui peut devenir rigide à la demande. L’approche pourrait permettre une nouvelle génération de robots combinant la force et la précision des robots rigides avec la fluidité et la sécurité des robots souples.

    «C’est la première étape pour essayer de voir si nous pouvons tirer le meilleur parti des deux mondes», déclare James Bern, auteur principal de l’article et post-doctorant au Laboratoire d’informatique et d’intelligence artificielle du MIT (CSAIL).

    Berne présentera ses recherches à la conférence internationale IEEE sur la robotique douce le mois prochain. La conseillère de Berne, Daniela Rus, qui est la directrice du CSAIL et la professeure Andrew et Erna Viterbi de génie électrique et d’informatique, est l’autre auteur de l’article.

    Les roboticiens ont expérimenté une myriade de mécanismes pour faire fonctionner des robots souples, y compris le gonflage de chambres en forme de ballon dans le bras d’un robot ou la saisie d’objets avec du marc de café scellé sous vide. Cependant, un défi majeur non résolu pour la robotique douce est le contrôle – comment piloter les actionneurs du robot afin d’atteindre un objectif donné.

    Jusqu’à récemment, la plupart des robots logiciels étaient contrôlés manuellement, mais en 2017, Berne et ses collègues ont proposé qu’un algorithme puisse prendre les rênes. À l’aide d’une simulation pour aider à contrôler un robot logiciel entraîné par câble, ils ont choisi une position cible pour le robot et ont demandé à un ordinateur de déterminer combien tirer sur chacun des câbles pour y arriver. Une séquence similaire se produit dans notre corps chaque fois que nous atteignons quelque chose: une position cible pour notre main se traduit par des contractions des muscles de notre bras.

    Maintenant, Bern et ses collègues utilisent des techniques similaires pour poser une question qui va au-delà du mouvement du robot: “Si je tire les câbles juste de la bonne manière, puis-je amener le robot à agir de manière rigide?” Bern dit qu’il peut – au moins dans une simulation informatique – grâce à l’inspiration du bras humain. Bien que contracter le biceps seul puisse plier votre coude dans une certaine mesure, contracter simultanément le biceps et le triceps peut verrouiller votre bras de manière rigide dans cette position. En termes simples, “vous pouvez obtenir de la rigidité en tirant des deux côtés de quelque chose”, explique Bern. Il a donc appliqué le même principe à ses robots.

    L’article des chercheurs présente un moyen de contrôler simultanément la position et la rigidité d’un robot souple entraîné par câble. La méthode tire parti des multiples câbles des robots – en utilisant certains pour tordre et tourner le corps, tout en utilisant d’autres pour se contrebalancer pour ajuster la rigidité du robot. Berne souligne que cette avancée n’est pas une révolution dans le domaine de la construction mécanique, mais plutôt une nouvelle tournure dans le contrôle des robots souples entraînés par câble.

    «C’est une manière intuitive d’étendre la façon dont vous pouvez contrôler un robot logiciel», dit-il. “C’est juste encoder cette idée [of on-demand rigidity] en quelque chose avec lequel un ordinateur peut travailler. »Bern espère que sa feuille de route permettra un jour aux utilisateurs de contrôler la rigidité d’un robot aussi facilement que son mouvement.

    Sur ordinateur, Berne a utilisé sa feuille de route pour simuler le mouvement et l’ajustement de la rigidité dans des robots de formes diverses. Il a testé à quel point les robots, lorsqu’ils étaient raidis, pouvaient résister au déplacement lorsqu’ils étaient poussés. En général, les robots sont restés rigides comme prévu, bien qu’ils ne soient pas également résistants sous tous les angles.

    Berne construit un prototype de robot pour tester son système de contrôle de la rigidité à la demande. Mais il espère un jour sortir la technologie du laboratoire. «Interagir avec les humains est définitivement une vision pour la robotique douce», dit-il. Bern souligne des applications potentielles dans le soin des patients humains, où la douceur d’un robot pourrait améliorer la sécurité, tandis que sa capacité à devenir rigide pourrait permettre de le soulever si nécessaire.

    «Le principal message est de faciliter le contrôle de la rigidité des robots», déclare Bern. «Commençons à créer des robots souples qui sont sûrs mais qui peuvent également agir de manière rigide à la demande, et élargir le spectre des tâches que les robots peuvent effectuer.

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    Houssen Moshinaly

    Rédacteur web depuis 2009 et webmestre depuis 2011.

    Je m'intéresse à tous les sujets comme la politique, la culture, la géopolitique, l'économie ou la technologie. Toute information permettant d'éclairer mon esprit et donc, le vôtre, dans un monde obscur et à la dérive.

    Je suis l'auteur de plusieurs livre

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