La nouvelle main d’Atlas Robot pourrait surpasser les modèles humanoïdes.
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Concevoir une main performante, fiable et industrialisable est un problème très difficile. Boston Dynamics a annoncé une main repensée pour son robot Atlas. La génération précédente, avec ses trois doigts, était capable de prouesses quasi-humaines , mais n’avait jamais été conçue pour une production de masse à l’échelle de dizaines ou de centaines de milliers d’exemplaires.
Le passage d’un prototype de recherche à un produit industrialisable soulève des questions jusque-là négligées : comment créer une main à la fois performante, robuste, fiable et économique ? C’est ce type de questions qui a guidé la conception de la nouvelle main Atlas. Bien qu’elle ne ressemble guère à une main humaine, elle pourrait bien trouver sa place dans le monde réel.
Comparée aux mains d’une ressemblance presque troublante avec les mains humaines conçues par une multitude d’autres entreprises de robotique humanoïde , la nouvelle main d’Atlas paraît terriblement maladroite. Nous avons certes vu certains de ces robots, dotés de mains bien plus humaines, accomplir des tâches de manipulation complexes qui, pour avoir observé des robots se débattre maladroitement dans le monde depuis près de vingt ans, sont tout simplement incroyables. Et ce n’est pas seulement ce que ces mains peuvent faire qui impressionne, c’est aussi leur apparence lorsqu’elles le font : des copies mécaniques fines et gracieuses de nos propres mains. Elles semblent tout droit sorties d’un film de science-fiction , et d’une certaine manière, c’est exactement ce qu’elles sont.
« La conception des mains est un compromis impitoyable », explique Alberto Rodriguez , directeur du comportement des robots chez Boston Dynamics , à IEEE Spectrum . « C’est inévitable, il faut toujours faire des concessions. Et nombre de modèles actuels sacrifient la fiabilité et la facilité de fabrication. »
C’est ce qui arrive immanquablement lorsqu’on tente d’intégrer tous les éléments nécessaires au fonctionnement d’une main robotique dans le format d’une main humaine : elle sera soit très fragile, soit très coûteuse, voire les deux à la fois. Malheureusement, pour l’instant, et probablement dans un avenir proche, ces mains ne servent qu’à la recherche et aux démonstrations.
Avec la nouvelle main d’Atlas, Boston Dynamics fait les compromis de conception nécessaires pour obtenir une main qui, selon le communiqué de presse, est capable d’effectuer une vaste gamme de tâches utiles, notamment l’utilisation d’outils ; est solide et robuste ; peut être simulée de manière précise ; peut être fabriquée en série et réparée à un coût fiable et faible ; et est suffisamment proche en termes de format d’une main humaine pour que des démonstrations humaines puissent être utilisées pour la former.
Vous remarquerez que le critère « ressemble esthétiquement à une main humaine » n’apparaît nulle part dans cette liste, et cette nouvelle main ne l’est pas. Rodriguez explique que la suppression de l’auriculaire a été une décision simple, prise après que son équipe a passé une journée avec leurs auriculaires collés à leurs annulaires. Mais pourquoi ajouter un quatrième doigt, alors que la précédente génération de la main d’Atlas semblait parfaitement convenir avec seulement trois ? Il ne s’agit pas seulement de ce doigt supplémentaire, mais d’une refonte complète qui a quasiment doublé les degrés de liberté entre l’ancienne et la nouvelle main, passant de 7 à 13.
Boston Dynamics
« Nous avons également ajouté la possibilité d’écarter les doigts, car nous savions qu’il était important qu’un doigt puisse bouger contre un autre, et que nous devions pouvoir tenir la poignée d’un outil à gâchette », explique Rodriguez, citant notamment des outils courants comme les perceuses ou les chalumeaux. « Nous sommes convaincus que, du point de vue du produit, cette main devrait répondre à tous nos besoins pour l’avenir prévisible. » Et cette capacité d’écartement des doigts dépasse les capacités des mains humaines. Selon Rodriguez, « grâce à l’apprentissage par renforcement , nous pouvons découvrir des applications pour ces mouvements supplémentaires surhumains et les exploiter ».
Fiabilité, fabricabilité et coût sont étroitement liés. En réduisant le nombre de degrés de liberté à seulement 13 par rapport à d’autres modèles de mains plus anthropomorphes, Boston Dynamics peut utiliser moins d’actionneurs , mais plus grands et plus puissants . Ces actionneurs sont intégrés directement dans les articulations, en configuration à entraînement direct, avec une transmission permettant aux moteurs d’être entraînés en sens inverse et de réagir à la force et au contact.
Chaque bloc d’actionneurs est une unité unique facilement remplaçable, et il n’y a ni tendons ni câbles fragiles au niveau des articulations susceptibles de s’étirer et de se rompre. « Nous travaillons actuellement à déterminer les modifications à apporter aux détails de notre conception si nous voulons produire 100 000 de ces mains par an », explique Rodriguez.
Toutes les entreprises spécialisées dans les humanoïdes ne feront pas les mêmes compromis que Boston Dynamics, et la conception des mains offre encore une grande marge de créativité. Cependant, pour que les humanoïdes dotés de mains se développent à grande échelle, des décisions difficiles devront être prises et des compromis seront nécessaires afin de tenir les promesses faites par l’industrie.