Des chercheurs ont développé un lien robotique innovant avec une perception multimodale pour aider à rendre les interactions homme-robot plus sûres et plus pratiques

L’une des meilleures approches pour améliorer les IRH consiste à donner aux robots la capacité de détecter leur environnement de plusieurs manières, telles que le toucher, le son et la vue. Parmi ces trois, la sensation tactile est particulièrement importante pour les robots qui sont susceptibles d’entrer en contact physique avec des humains pendant le fonctionnement. Bien que les capteurs tactiles à petite échelle aient connu d’énormes progrès au cours de la dernière décennie, le développement de capteurs tactiles à grande échelle a été confronté à des défis. De plus, la plupart des chercheurs se sont concentrés sur des systèmes qui répondent au toucher physique et ignorent les stimuli sans contact, comme lorsqu’un objet est à proximité. Pour résoudre ces problèmes, une équipe de recherche dirigée par le professeur agrégé Van Anh Ho du Japan Advanced Institute of Science and Technology (JAIST) a récemment développé ProTac, un lien robotique souple innovant avec des capacités de détection tactile et de proximité. Comme expliqué dans leur article, présenté à la Conférence internationale IEEE-RAS sur la robotique douce (ROBOSOFT)l’équipe a non seulement conçu ProTac elle-même, mais a également lancé un nouveau cadre de simulation et d’apprentissage pour préparer efficacement le lien robotique à l’utilisation.

Mais à quoi ressemble un lien robotique et à quoi sert ProTac ? En général, les liaisons robotiques sont des composants structurels rigides d’un robot qui relient deux articulations ou plus. Par exemple, les liens robotiques peuvent être considérés comme divers « segments » dans un membre robotique. Dans cette étude, ProTac est conçu comme un segment cylindrique souple pour un bras robotique. Ce qui le rend remarquable, c’est la façon dont les chercheurs ont intégré les capacités de détection tactile et de proximité d’une manière très pratique et peu encombrante.

ProTac a une “peau magique douce” extérieure qui peut être légèrement déformée au toucher sans dommage. L’intérieur de la peau est orné de réseaux de marqueurs réfléchissants et des caméras fisheye sont installées aux deux extrémités du lien robotique regardant vers ces marqueurs. L’idée est que, lors du contact physique et de la déformation de la peau, les changements dans les positions relatives des marqueurs sont capturés par les caméras et traités pour calculer l’emplacement précis et l’intensité du contact. De plus, la peau extérieure est en un polymère fonctionnel qui peut être rendu entièrement transparent en appliquant une tension externe. Il permet aux caméras fisheye d’imager les environs immédiats de ProTac, fournissant des images pour les calculs de proximité.

Pour entraîner plus facilement ProTac à effectuer des mesures de proximité et tactiles, l’équipe a également développé SimTacLS, un cadre de simulation et d’apprentissage open source basé sur les moteurs physiques SOFA et Gazebo (voir l’article ici). Ce cadre d’apprentissage automatique est formé avec des données simulées et expérimentales en tenant compte de la physique du contact doux et du rendu réaliste des images de capteur. “SimTacLS nous a permis de mettre en œuvre efficacement la perception tactile dans les liens robotiques sans les coûts élevés des configurations expérimentales complexes”, remarque le professeur Ho, “De plus, avec ce cadre, les utilisateurs peuvent facilement valider les conceptions de capteurs et les performances de détection basées sur l’apprentissage avant de passer à la réalité Fabrication et mise en œuvre.”

Dans l’ensemble, ces travaux contribueront à ouvrir la voie à un monde où les humains pourront coexister harmonieusement et travailler aux côtés des robots. Enthousiasmé par la contribution de l’équipe à ce rêve, le professeur Ho commente : « Nous nous attendons à ce que le dispositif de détection et le cadre proposés apportent des solutions ultimes pour la conception de robots avec douceur, détection multimodale et corps entier, et stratégies de contrôle de sécurité. » Il convient de noter que les techniques proposées peuvent être étendues à d’autres types de systèmes robotiques au-delà du manipulateur robotique démontré dans l’étude, tels que les robots mobiles et volants. De plus, ProTac ou des liens robotiques similaires pourraient être utilisés pour permettre une manipulation robotique dans des environnements encombrés ou lors d’une utilisation à proximité immédiate d’humains.