Des pinces de préhension qui tirent profit de leur environnement

Les systèmes de préhension offrent la possibilité aux robots d’interagir avec leur environnement, notamment en leur permettant de saisir des objets. Toutefois, la plupart de ces gestes sont encore imprécis et les pinces robotiques ont moins de dextérité qu’une main humaine. C’est la raison pour laquelle une équipe du MIT a décidé de concevoir une pince capable d’utiliser son environnement pour une plus grande dextérité.

L’équipe, menée par l’assistant professeur Alberto Rodriguez et l’étudiant de troisième cycle Nikhil Chavan-Dafle, a conçu un modèle de pince robotique, installée sur un bras industriel ABB, capable de déterminer la force requise par la pince pour ajuster sa prise sur un objet en le poussant contre un élément de son environnement. Par exemple, si le robot cherche à saisir un crayon au milieu, mais s’en empare au niveau de la gomme, il est capable d’utiliser son environnement pour ajuster sa prise. Au lieu de lâcher le crayon et de le reprendre, le robot va desserrer son emprise et pousser le crayon contre un mur pour le faire glisser jusqu’au point où le robot voulait le tenir.

Une main humaine, notamment grâce au pouce opposable, possède une grande dextérité et peut, par exemple dans le cas du crayon, simplement ajuster la position des doigts pour s’assurer une meilleure prise. Implémenter une telle dextérité dans un système de préhension robotique est très long et augmente considérablement le coût final du robot. Alberto Rodriguez a baptisé cette nouvelle approche dextérité extrinsèque, contrairement à la dextérité intrinsèque d’une main humaine, puisque le système utilise un élément extérieur pour faciliter la manipulation. Cette approche permettrait d’augmenter la précision des manipulations d’objets, sans augmenter le coût final des robots.

La pince de préhension intelligente

Selon Alberto Rodriguez, « poursuivre le modèle de la main humaine est toujours une direction valide en robotique. Mais si vous ne pouvez pas vous permettre d’acquérir une main à 100 000 $, très compliquée à utiliser, cette méthode offre un peu plus de dextérité à des pinces très simples. » Afin de permettre au robot d’utiliser son environnement, les chercheurs ont développé un modèle qui décrit l’interaction forcée entre une pince, un objet saisi et différents éléments externes, comme un coin, une arrête ou une surface. Le modèle a été conçu pour prendre des facteurs variés en compte, comme les forces de friction entre la pince et l’objet, ainsi qu’entre l’objet et l’environnement. Le modèle prend également la masse, l’inertie et la forme de l’objet en compte pour définir les mouvements possibles.

Après des tests concluants, l’équipe a validé le modèle. Elle travaille maintenant sur les prévisions, notamment sur la façon de prévoir un mouvement afin d’obtenir une trajectoire particulière. L’une des questions pour le futur, selon le professeur Rodriguez, est « comment concevoir des supports dans l’environnement pour que les mouvements du robot soient plus sûrs et puissent être effectués plus rapidement. » Pour lui, cette approche est une méthode peu coûteuse qui permettra de rendre les pinces robotiques actuelles plus agiles.

Crédits photo : MIT


Laisser un commentaire