(a) Inspiré de la trompe d’éléphant. (b) La pince pneumatique souple se ferme par pression d’air, permettant une préhension douce et polyvalente. (c) Grâce à un système de vision, la pince perçoit le contact avec les objets extérieurs et sa propre forme. Crédit : Professeur Van Anh Ho, Institut supérieur japonais des sciences et technologies, Japon
Les pinces souples, fabriquées à partir de matériaux flexibles capables de se plier et de se déformer, suscitent un vif intérêt chez les chercheurs en robotique du monde entier. Contrairement aux robots conventionnels en métal ou en plastique rigide, les pinces souples permettent une préhension plus délicate des objets et s’adaptent naturellement à différentes formes. Elles sont ainsi particulièrement adaptées aux tâches délicates telles que la manipulation de fruits, de produits de boulangerie, d’échantillons de laboratoire et de fournitures médicales.
Cependant, la préhension d’objets ne représente qu’une partie des capacités des robots. Pour manipuler les objets avec autant d’habileté que les humains, les robots ont également besoin du toucher ; ils ont besoin d’informations sur le point de contact, la force appliquée, la forme de l’objet et même la position des doigts de la pince.
Le principal défi réside dans le fait que la flexibilité qui rend les pinces souples si utiles complique aussi leur intégration de capteurs. En effet, les matériaux des pinces souples se plient et s’étirent constamment, rendant difficile l’intégration de capteurs conventionnels sans limiter leur flexibilité ou sans couvrir une surface restreinte. Et si l’on s’inspirait de l’une des pinces les plus impressionnantes de la nature ?
Dans une étude récente publiée dans IEEE Transactions on Robotics , une équipe de recherche dirigée par le professeur Van Anh Ho du Japan Advanced Institute of Science and Technology (JAIST), au Japon, a développé EleTac, une pince robotique souple inspirée du bout de la trompe d’un éléphant.
Leurs travaux décrivent une conception novatrice qui combine la préhension d’objets avec une détection tactile haute résolution et la proprioception, c’est-à-dire la capacité d’un robot à percevoir la position et les mouvements de son propre corps. Parmi les autres membres de l’équipe figuraient le professeur associé Shan Luo et le doctorant Xuyang Zhang du King’s College de Londres (Royaume-Uni) ; le docteur Tuan Tai Nguyen du JAIST ; et le docteur Quan Khanh Luu de l’Université Purdue (États-Unis).
EleTac utilise deux doigts souples actionnés pneumatiquement qui se referment délicatement sur les objets. Au lieu d’intégrer de nombreux capteurs dans la pince, les chercheurs l’ont équipée d’une unique caméra fisheye interne . Cette caméra observe, de l’intérieur, la déformation du matériau souple lors de la préhension. L’équipe a ensuite entraîné plusieurs algorithmes d’apprentissage profond sur les images obtenues afin d’en extraire de nombreuses informations tactiles.
La pince souple permet de manipuler en toute sécurité des objets fragiles. Ses capacités de détection facilitent des tâches telles que le lavage automatisé de la vaisselle et l’exploration d’environnements à faible visibilité. Crédit : Professeur Van Anh Ho, Institut supérieur japonais des sciences et technologies, Japon
L’équipe a évalué EleTac au moyen d’une série d’expériences de préhension et de perception. Grâce à une stratégie de contrôle simple, la pince a manipulé avec succès une grande variété d’objets, notamment des fruits, du tofu, du tissu, des outils, des boulons et même des cartes à jouer.
Ils ont également testé EleTac dans deux situations particulièrement complexes : la recherche et l’extraction d’un stylo enfoui dans le sable par simple toucher, et le nettoyage d’encre de marqueur sur de la vaisselle incurvée à l’aide d’une éponge. Pour cette seconde tâche, la pince devait adapter son mouvement en fonction de la pression exercée par l’éponge sur chaque surface.
Les chercheurs considèrent la conception compacte, légère et économique d’EleTac comme l’un de ses principaux atouts pratiques. « EleTac, entièrement recouvert d’une peau tactile basée sur la vision, est idéal comme effecteur terminal prêt à l’emploi pour les plateformes robotiques et les robots humanoïdes existants. Par exemple, la pince se révèle prometteuse pour les tâches délicates », a déclaré Ho.
Au-delà des applications à court terme dans les milieux commerciaux et industriels, EleTac représente également un pas vers l’adoption généralisée des robots de service.
« Grâce à leur capacité à détecter le contact et à appliquer des forces douces, les robots souples pourraient assister les personnes dans leurs tâches quotidiennes, soutenir les personnes âgées ou vulnérables et réaliser des opérations difficiles pour les systèmes robotiques rigides actuels. Nous envisageons des robots plus sûrs et plus performants, capables de travailler aux côtés des humains dans leurs foyers, leurs hôpitaux et les espaces publics dans un avenir proche », a conclu Ho.
https://www.jaist.ac.jp/english/whatsnew/press/2026/07/07-1.html
