La nouvelle main du MIT est à la fois forte et douce

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Il y a 50 ans, le premier bras de robot industriel appelé Unimate réunissait un simple petit-déjeuner composé du pain grillé, du café et du champagne. Bien que cela puisse sembler être un exploit, chaque mouvement et chaque déplacement avaient été soigneusement codés.

La nouvelle main robotique du MIT

Même avec les robots plus intelligents et adaptatifs d’aujourd’hui, cette tâche reste difficile pour les machines à mains rigides. Ils ont tendance à ne fonctionner que dans des environnements structurés avec des formes et des emplacements prédéfinis, et ne peuvent généralement pas faire face aux incertitudes liées la forme.

Cependant, ces dernières années, les robotistes ont résolu ce problème en fabriquant des doigts dans des matériaux souples et flexibles comme le caoutchouc. Cette souplesse permet à ces robots mous de ramasser n’importe quoi, des raisins aux cartons, en passant par les bouteilles d’eau vides, mais ils ne peuvent toujours pas manipuler des objets volumineux ou lourds.

Pour donner un petit coup de main à ces robots, les chercheurs du MIT et d’Harvard ont mis au point un nouveau préhenseur doux et résistant: une structure en origami en forme de cône qui s’adapte aux objets, un peu comme un attrape-mouches de Vénus, permettant de soulever jusqu’à 100 fois son poids. Ce mouvement permet au préhenseur de saisir un plus grand nombre d’objets, tels que des cannettes, des marteaux, des verres à vin, des drones et même un seul morceau de brocoli.

Cette main souple est l’un des projets menés ces dernières années par des chercheurs innovants en matière de conception de robots. Les pinces en forme de boule, par exemple, peuvent manipuler un plus grand nombre d’objets que les doigts, mais ont toujours un problème avec les angles. Les doigts robotiques plus souples utilisent généralement de l’air comprimé, mais ne sont pas assez solides pour soulever des objets trop lourds.

La structure de cette nouvelle main, quant à elle, prend une forme totalement différente. En forme de cône l’appareil s’inspire de la «boule magique de l’origami» et peut envelopper un objet entier et le ramasser sans problème. Le préhenseur comporte trois parties: la structure du squelette à base d’origami, la peau étanche à l’air pour envelopper la structure et le connecteur.

Le squelette de la boule magique est recouvert d’un ballon en caoutchouc ou d’une fine pellicule de tissu, ce qui n’est pas sans rappeler les recherches précédentes de l’équipe sur les muscles artificiels inspirés de l’origami (FOAM), qui consistait en une peau hermétique entourant un squelette.

Elle peut saisir une variété d’aliments mous sans causer de dommages

L’équipe a utilisé le préhenseur avec un robot standard pour tester sa force sur différents objets. La pince pouvait saisir et soulever des objets sur 70% de son diamètre, ce qui lui permettait de saisir et de tenir une variété d’aliments mous sans causer de dommages. Il pourrait également ramasser des bouteilles pesant plus de 2 kilos.

«Des entreprises telles qu’Amazon et JD veulent pouvoir collecter un large éventail d’objets délicats ou de forme irrégulière, mais ne le peuvent pas avec des pinces à ventouses et à doigts», déclare Shuguang Li, postdoc du MIT CSAIL. « Les ventouses ne peuvent rien ramasser avec des trous – et elles auraient besoin de quelque chose de beaucoup plus résistant qu’une pince à doigts tendres. »

Ce robot fonctionne mieux avec des objets cylindriques tels que des bouteilles ou des canettes, ce qui pourrait un jour en faire un atout pour les lignes de production d’une usine. toutefois la forme de la pince rend plus difficile la saisie de quelque chose de plat, comme un sandwich ou un livre.

«L’un des éléments-clés de cette approche est sa simplicité», déclare Robert Wood, coauteur et professeur à la School of Engineering d’Harvard et à l’Institut Wyss pour le génie à inspiration biologique. «Les matériaux et les stratégies de fabrication utilisés nous permettent de concevoir rapidement de nouveaux préhenseurs, personnalisés en fonction de l’objet ou de l’environnement.»

À l’avenir, l’équipe espère tenter de résoudre le problème de l’angle et de l’orientation en ajoutant une vision par ordinateur qui permettrait au préhenseur de «voir» et de saisir des parties spécifiques des objets.

Un appareil très intelligent pour aborder les problèmes de la saisie

«C’est un appareil très intelligent qui utilise la puissance de l’impression 3D, du vide et de la robotique douce pour aborder le problème de la saisie d’une toute nouvelle manière», déclare Michael Wehner, professeur assistant en robotique à l’UC-Santa Cruz qui n’était pas impliqué dans ce projet. «Dans les années à venir, je peux imaginer que des robots suffisamment doux et habiles pourront cueillir une rose, mais suffisamment solides pour soulever un patient hospitalisé en toute sécurité.»

Source : MIT
Crédit photo : Capture d’écran (vidéo)

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