Un robot robuste pour les personnes âgées

Pendant plus d'une décennie, les roboticiens ont travaillé sur des systèmes pour les personnes âgées, dans l'espoir de prolonger la durée de vie des personnes âgées à la maison et d'améliorer leur qualité de vie. Maintenant, les chercheurs du MIT ont construit un robot humanoïde avec un système spécial de suivi des mouvements et des actionneurs à ressort qui le rendent mieux équipé pour faire face aux tâches ménagères. Le robot, nommé Domo, peut mesurer un objet en le secouant dans sa main puis le ranger dans un placard.

Coup de main: Domo le robot est conçu pour aider les personnes âgées dans les tâches de base, comme ranger les courses. Domo peut déterminer les dimensions approximatives d'un objet en le tenant dans sa main et en le secouant.

La démographie évolue, en particulier au Japon, en Europe et aux États-Unis, explique Aaron Edsinger, chercheur principal sur le projet Domo et étudiant postdoctoral au laboratoire d'informatique et d'intelligence artificielle du MIT. Il y a beaucoup de gens qui vieillissent et pas beaucoup de jeunes pour s'occuper d'eux.

Mais développer un robot polyvalent pour les personnes âgées n'a pas été facile tant l'environnement domestique est imprévisible. Les robots industriels, qui sont largement utilisés dans la fabrication, fonctionnent avec des pièces de formes et de tailles standard. La nourriture, cependant, ne le fait pas. Ainsi, une tâche simple comme ranger les courses peut devenir assez compliquée.

Domo tient compte de cette variabilité. Au lieu de préprogrammer le robot pour qu'il ne sache gérer que les boîtes et les boîtes de certaines dimensions, Edsinger fait dimensionner chaque article par Domo avant de décider comment il doit être stocké.

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• Visionnez un diaporama du robot Domo.

Le processus de mise en rayon commence lorsqu'un humain met un objet dans l'une des mains du robot. Le robot détermine ensuite les dimensions de l'objet sur la base d'une analyse de préhension et d'une vidéo. Tout d'abord, le robot agite l'objet dans sa main tandis que des caméras vidéo dans la tête du robot enregistrent le mouvement. Le robot sait combien de force il a appliqué avec le mouvement, il sait donc de combien l'objet qu'il tient doit bouger. À l'aide d'un logiciel de capture de mouvement spécial, Domo trouve l'objet dans la vidéo qui se déplace comme prévu et suppose qu'il s'agit de l'objet dans sa main.

Maintenant que le robot a identifié l'article à mettre en rayon, Domo doit déterminer sa forme et sa taille. S'il s'agit d'un petit objet qui tient dans la main du robot, il peut déterminer la taille de l'objet en fonction de sa prise. Pour les objets longs, le robot doit effectuer plus d'analyses vidéo.

Sachant que la pointe d'un objet long se tortillera plus vite que le reste, le logiciel isole la partie de l'objet se déplaçant le plus rapidement et considère qu'il s'agit du point le plus éloigné de la main du robot. Une fois que le robot connaît les dimensions de l'objet, il peut déterminer la meilleure façon de le placer dans le placard. S'il s'agit d'un paquet de spaghettis, il le posera sur le côté au lieu d'essayer de le tenir debout, dit Edsinger.

Cela peut sembler une tâche triviale, mais c'est en grande partie parce que les humains ont tendance à sous-estimer la complexité de leurs activités quotidiennes. L'identification et le placement d'objets nécessitent de nombreux processus différents. La beauté de Domo est qu'il s'agit d'un système très intégré et qu'il peut gérer de nombreux processus à la fois. C'est pourquoi Domo peut gérer l'inattendu ; le même algorithme qui fonctionne pour une bouteille d'eau fonctionnera pour une boîte de spaghettis.

Domo peut également effectuer des tâches d'insertion de base, telles que placer une cuillère dans un bol, et aider à ranger la maison en transportant une boîte dans laquelle l'humain peut mettre du désordre. Je peux lui remettre une boîte de n'importe quelle taille, et il peut la tenir entre ses deux mains, me suivre et garder la boîte à proximité, dit Edsinger.

Domo, qui a été créé à des fins de recherche, n'arrivera probablement jamais sur les étagères des magasins ou dans la cuisine de qui que ce soit. Mais les recherches menées sur Domo seront probablement utilisées par d'autres roboticiens dans leur quête pour créer le robot domestique idéal. Par exemple, la capacité d'un robot à trouver la pointe d'un objet est extrêmement utile pour les scientifiques qui développent des robots capables de fonctionner avec des outils ménagers.

Illah Nourbakhsh , professeur de robotique à l'université Carnegie Mellon, est impressionné par les ressorts spéciaux intégrés aux actionneurs de Domo. Ces ressorts, appelés actionneurs élastiques en série, se trouvent dans 22 des 29 articulations du robot. Les actionneurs informent le robot de la force appliquée par un objet externe et agissent comme des amortisseurs si le robot heurte quelque chose. En rendant le système tolérant aux chocs, il est plus sûr pour le robot et l'humain. Dans une usine d'assemblage automobile, vous avez des capteurs autour des robots afin que les gens ne puissent jamais s'en approcher, dit Nourbakhsh. Mais avec un robot de soins à domicile, la situation est bien différente : on veut que l'humain et le robot puissent travailler en étroite collaboration.

Cependant, la question de savoir si une machine humanoïde reste la meilleure solution robotique pour les soins aux personnes âgées reste controversée. Sébastien Thrun , directeur du laboratoire d'intelligence artificielle de Stanford, se demande s'il est nécessaire que le robot ressemble à un humain. C'est un grand projet, mais en passant à une forme humanoïde, le problème devient plus difficile qu'il ne devrait l'être, dit Thurn. Un bras robotisé monté sur une armoire pourrait être une solution plus simple au problème de l'épicerie, par exemple.

Nourbakhsh est d'accord. Le problème est [que] fabriquer un robot polyvalent avec une forme humaine coûte extrêmement cher, dit-il. Si l'humanoïde est mobile, les besoins en énergie deviennent également un problème. Nourbakhsh dit que les batteries existantes ne fonctionnent pas assez longtemps pour gérer les tâches ménagères de routine. Il dit qu'il envisage un futur système de soins aux personnes âgées dans lequel les robots sont incorporés dans des appareils standard, tels que des cuisinières et des réfrigérateurs, afin qu'ils disparaissent dans le monde qui vous entoure.

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