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Aider les robots à prendre en main
L'une des principales choses qui empêchent les robots de prêter main-forte aux tâches quotidiennes est un simple manque de dextérité manuelle. De nouvelles recherches d'une équipe de l'Université Columbia pourraient aider les robots – et les prothèses robotiques – à mieux saisir toutes sortes d'objets.
Bonne adhérence: Une nouvelle approche permet à une main robotique compliquée de saisir plus facilement un objet.
Peter Allen , professeur à l'Université Columbia et directeur de son Groupe de robotique , et collègue Matei Ciocarlie développé un moyen plus simple de contrôler une main robotique adroite en s'appuyant sur la recherche en biologie. Ils se sont rendu compte que si les mains humaines ont environ 20 degrés de liberté (20 articulations qui peuvent chacune se plier), chaque articulation n'est pas capable de se déplacer de manière complètement indépendante ; au lieu de cela, ses mouvements sont liés à ceux d'autres articulations par des muscles ou des nerfs.
Traditionnellement, le logiciel utilisé pour contrôler une main de robot complexe a essayé de prendre en compte tous les degrés de liberté dans les articulations de la main robotique, mais cela est lourd en termes de calcul et ralentit le robot. Au lieu de cela, Allen et Ciocarlie ont décidé de limiter le mouvement d'une main de robot de la même manière qu'une main humaine est limitée. En reliant ses articulations de cette manière, ils ont montré qu'il est possible de contrôler une main robotique compliquée avec des algorithmes plus rapides et plus efficaces et sans rien perdre de ses fonctionnalités. Vous pouvez apprendre de la biologie pour réduire les degrés de liberté, dit Allen. Même si vous disposez de 20 degrés de liberté, vous n'avez pas besoin de les utiliser.
Les chercheurs ont expérimenté quatre types différents de mains robotiques complexes, chacune ayant plusieurs articulations. Ils ont développé un logiciel pour contrôler chaque pince en reliant ses articulations. Lors de simulations et de tests réels, le logiciel a pu calculer rapidement les positions de préhension afin de saisir différents objets, notamment un verre à vin, une fiole, un téléphone, un modèle réduit d'avion et un cendrier.
Le système fonctionne en deux étapes. Tout d'abord, il choisit une gamme de mouvements de préhension possibles en fonction de l'angle auquel la main s'approche de l'objet. Deuxièmement, il sélectionne parmi ces positions celle qui fournira la prise la plus stable. Ensuite, si le contrôleur pense que la position de préhension semble correcte, il peut donner la commande et la main saisira l'objet.
Saisir des objets avec une main humaine est un problème de calcul apparemment complexe, dit Charlie Kemp , professeur au Georgia Institute of Technology, qui a développé des robots capables de saisir des objets inconnus. Ce travail suggère qu'il y a une simplicité sous-jacente. Cela montre qu'une main complexe peut ne pas nécessiter un cerveau complexe.
Prises calculées : Un capteur permet au système de détecter la direction d'approche ; le logiciel calcule alors les positions de préhension les plus efficaces.
Je crois que c'est la voie à suivre pour la préhension automatisée, ajoute Eric Berger , codirecteur du programme de robotique personnelle de Willow Garage, un centre de recherche en robotique en Californie. De mon point de vue, le travail algorithmique… est nouveau et utile, mais la chose la plus excitante dans ce qu'ils font, ce sont les différentes approches qu'ils adoptent pour appliquer ces nouveaux algorithmes au monde réel.
Dans leurs expériences, l'équipe de Columbia a préprogrammé le système avec une idée approximative de la forme de l'objet qu'il saisirait. L'étape suivante consiste à coupler le préhenseur robotique à un système capable d'évaluer des objets complètement inconnus dans le monde réel.
D'autres groupes de recherche progressent dans ce domaine. Par exemple, Intel a créé une technologie qui utilise des champs électriques pour détecter soigneusement les objets délicats à portée, tandis qu'Andrew Ng et ses collègues de l'Université de Stanford ont développé un robot qui peut calculer le meilleur endroit pour saisir un objet qu'il n'a jamais vu auparavant.