Une nouvelle puce permet aux robots d'imaginer leurs actions avant de bouger

Photo d'un homme tendant le bras à côté des bras d'un robot en état de marche Robotique en temps réel, Inc.

Mettre la main devant le bras d'un robot industriel n'est généralement pas une bonne idée. Ces machines peuvent se déplacer rapidement et avec précision, mais elles sont si aveugles et stupides qu'elles se casseront volontiers un membre sans même un oops.

Il a donc fallu un peu de courage pour tenter cette astuce avec un bras robot en test chez Robotique en temps réel , une startup située dans le quartier Seaport de Boston. J'ai tendu la main pour intercepter son mouvement alors qu'il saisissait un widget sur une table et se déplaçait pour le mettre dans une boîte. Heureusement, le robot s'est arrêté, s'est déplacé habilement autour de mon bras tendu, puis a soigneusement déposé l'objet dans sa boîte. Pas de membres cassés aujourd'hui.

Ce type d'adaptabilité gracieuse pourrait s'avérer incroyablement utile pour l'industrie de la robotique. Certains robots peuvent travailler aux côtés des humains, mais ils ont tendance à être de faible puissance, imprécis et d'une utilisation limitée. Les machines industrielles les plus performantes et les plus puissantes doivent encore fonctionner dans des environnements contrôlés très précisément, loin des humains mous et fragiles.

Même si vous ne craignez pas d'avoir des humains à côté du robot, vous voudrez peut-être modifier votre cellule sans encourir le coût de faire appel à un technicien, explique Sean Murray, ingénieur en robotique et cofondateur de Realtime Robotics, qui m'a fait visiter.

Le problème du mouvement

Un certain nombre d'entreprises tentent de trouver des moyens de contourner ce problème. Certains testent des capteurs qui arrêteront un puissant robot dans son élan s'il repère un obstacle. Realtime Robotics essaie d'aller plus loin, en donnant aux robots le type d'intelligence de bas niveau nécessaire pour se déplacer dans le monde réel. C'est la conscience physique que les humains et les animaux tiennent pour acquise chaque fois qu'ils bougent un bras ou une jambe.

Dans plusieurs salles différentes de Realtime, des bras de robots industriels testent les capacités d'une nouvelle puce que l'entreprise a développée pour rendre cela possible. Lorsqu'elle est connectée à des capteurs 3D, cette puce permet aux machines d'envisager rapidement une gamme d'actions différentes, en imaginant efficacement le résultat, avant de choisir celle qui convient le mieux à la tâche à accomplir. Dans une pièce, j'ai vu deux robots exécuter des prouesses de ballet de travail d'équipe, glissant l'un autour de l'autre et remettant occasionnellement des objets.

Le défi fondamental est que les robots sont si stupides, dit Georges Konidaris , fondateur et roboticien en chef chez Realtime ainsi que professeur adjoint à l'Université Brown à Providence, Rhode Island. Nous avons cette compétence motrice de base et les robots ne l'ont pas.

La planification des mouvements est trompeusement difficile pour un robot, en partie parce que chaque articulation ajoute une dimension supplémentaire aux calculs qui doivent être effectués.

Fait ton mouvement

La puce de la société suralimente les calculs mathématiques derrière un algorithme de planification de mouvement relativement simple développé par Konidaris et d'autres alors qu'il était à l'Université Duke. En exécutant les calculs en parallèle, la puce dédiée peut les effectuer plus de 10 000 fois plus rapidement qu'une puce informatique ordinaire, tout en consommant moins d'énergie.

L'approche est très intelligente, dit Tomas Lozano-Pérez , professeur au MIT qui a conseillé Konidaris lorsqu'il était étudiant diplômé.

Cela fait partie d'une tendance plus large. Les progrès des logiciels et du matériel commencent progressivement à augmenter le QI des robots, ouvrant peut-être la voie à des robots industriels plus performants pouvant être utilisés de nouvelles manières puissantes. Des robots plus intelligents pourraient s'asseoir sur une chaîne de production à côté d'une personne, par exemple, comprendre comment saisir des objets, quelle que soit leur disposition, et sans blesser accidentellement qui que ce soit. Cela pourrait accélérer la propagation de l'automatisation dans de nombreux secteurs.

Lozano-Pérez ajoute qu'une meilleure planification des mouvements sera d'une importance fondamentale pour l'avenir de la robotique. Tout robot qui va se déplacer délibérément pour atteindre des objectifs devrait réfléchir à la façon dont il doit se déplacer, dit-il. Le défi est que la planification des mouvements est lente lorsque l'environnement est encombré, et en particulier lorsque le robot a de nombreux degrés de liberté.

Il existe une autre grande application potentielle pour cette technologie : les véhicules autonomes . Tout comme un robot doit planifier son mouvement pour éviter de heurter des objets, une voiture autonome doit décider rapidement de l'itinéraire le plus sûr pour contourner les obstacles. Realtime développe déjà une version de la puce dans cet esprit. Konidaris dit qu'il devrait permettre aux véhicules autonomes de s'adapter rapidement aux complications de la route, les rendant peut-être plus sûrs.

Le premier test sera de savoir si les fabricants de bras de robot décident d'utiliser la technologie de Realtime. Déjà plusieurs le testent. Le succès ultime dépendra de la façon dont il est intégré, déclare Lozano-Pérez du MIT. Mais il me semble que cela ouvre de nouvelles possibilités pour la conception de systèmes robotiques.

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