Des mains robotiques si sensibles qu'elles peuvent attraper une chips

Une nouvelle main robotisée, mise au point à l'Université du Texas à Austin, possède une sensibilité tactile exceptionnelle lui permettant de saisir des objets aussi fragiles qu'une chips ou une framboise sans les écraser. Cette technologie, baptisée FORTE (Fragile Object Grasping with Tactile Sensing) , combine une détection tactile avancée et la robotique souple. Cette avancée pourrait améliorer les performances des robots nécessitant une grande précision, notamment dans les secteurs de la santé et de l'industrie.

« Actuellement, la robotique commence à maîtriser les grands mouvements dans la maison, mais peine encore avec les gestes fins et délicats », explique Siqi Shang, auteure principale d'un article récemment publié dans IEEE Robotics and Automation Letters et doctorante au département de génie électrique et informatique Chandra Family de la Cockrell School of Engineering. « Les robots peuvent plier une chemise, mais ont du mal à ramasser délicatement vos lunettes ou à déballer des fruits de vos courses. Nous pensons que la détection de signaux permettra aux robots d'acquérir un sens du toucher et de manipuler ces objets avec précaution. »

Les doigts au cœur de cette technologie s'inspirent de l'effet de nageoire, un principe de conception dérivé de la structure naturelle des nageoires de poissons. Fabriqués grâce à des techniques d'impression 3D avancées, ces doigts comportent des canaux d'air internes qui font office de capteurs tactiles. Les chercheurs ont récemment appliqué cette technologie de détection dans le cadre d'une collaboration d'un an avec le département de théâtre et de danse de la Faculté des beaux-arts.

Lorsque les doigts se préparent à saisir un objet, les canaux d'air qu'ils contiennent se déplacent, provoquant des variations de pression. Ces variations sont détectées par de petits capteurs disponibles dans le commerce qui fournissent un retour d'information en temps réel au robot et lui indiquent si l'objet glisse.

Les chercheurs ont testé les pinces sur 31 objets, notamment des objets fragiles comme des framboises et des chips, des objets glissants comme des pots de confiture et des boules de billard, et des objets du quotidien comme des boîtes de conserve et des pommes. Le système a atteint un taux de réussite de 91,9 % lors d'expériences de préhension en un seul essai, surpassant ainsi les pinces traditionnelles qui reposent uniquement sur le retour visuel.

Le système a détecté 93 % des glissements avec une précision de 100 %, ce qui signifie qu'il n'a jamais identifié de faux glissement. Ce haut niveau de précision garantit que le robot ajuste sa prise uniquement lorsque cela est nécessaire, évitant ainsi une force excessive susceptible d'endommager un objet.

« L’être humain saisit les objets avec la juste dose de force ; trop forte, et l’objet est écrasé ; trop faible, et il lui échappe des mains », explique Lillian Chin, professeure adjointe de génie électrique et informatique à l’Université du Texas. « La plupart des capteurs de force actuels ne sont ni assez rapides ni assez précis pour offrir ce niveau de détail optimal. Nos capteurs, en particulier, fonctionnent à des échelles de temps plus proches de celles des capteurs de la main humaine. »

Outre leur rapidité et leur précision, ces doigts présentent une durée de vie supérieure à celle des autres dispositifs en cours de développement. Grâce à leur impression 3D, les capteurs peuvent être facilement adaptés à diverses formes.

C’est leur capacité à détecter le glissement qui les distingue véritablement. Très peu de technologies de préhension robotiques sont dotées d’une détection de glissement, et celles qui en sont équipées ne peuvent égaler la rapidité et le temps de réaction de FORTE.

FORTE représente une étape importante dans la quête visant à créer des mains robotiques dotées d'une dextérité similaire à celle des humains, et pourrait avoir un impact sur de nombreux secteurs d'activité :

• Dans l'industrie agroalimentaire, où la manipulation de produits fragiles tels que les fruits, les légumes et les produits de boulangerie représente un défi quotidien, des machines plus sensibles pourraient réduire les déchets et améliorer l'efficacité.
• Dans le domaine de la santé, les robots pourraient manipuler avec précision des instruments médicaux ou des échantillons biologiques fragiles.
• Dans le secteur manufacturier, cette technologie pourrait être utilisée pour manipuler des composants délicats, tels que des appareils électroniques ou de la verrerie.

Les chercheurs ont rendu publics les schémas matériels et les algorithmes afin d'encourager d'autres scientifiques et ingénieurs à s'appuyer sur leurs travaux. Ils continuent d'optimiser la technologie et les prochaines étapes consistent à rendre les capteurs moins sensibles aux variations de température et à améliorer leur capacité à détecter les objets qui glissent.

https://news.utexas.edu/2026/03/10/robot-hands-so-sensitive-they-can-grab-a-potato-chip