Un nouveau système permet aux robots de percevoir le toucher humain sans peau artificielle
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Même les robots les plus performants ne sont pas très doués pour détecter le toucher humain; il faut généralement un diplôme d'informatique ou au moins une tablette pour interagir efficacement avec eux. Cela pourrait changer grâce aux robots qui peuvent désormais percevoir et interpréter le toucher sans être recouverts d'une peau artificielle de haute technologie. Il s'agit d'une étape importante vers des robots capables d'interagir de manière plus intuitive avec les humains.
Pour comprendre cette nouvelle approche, dirigée par le Centre aérospatial allemand et publiée aujourd'hui dans Science Robotics, il suffit de considérer les deux façons distinctes dont notre corps perçoit le toucher. Si vous tenez votre paume gauche vers le haut et que vous appuyez légèrement sur votre petit doigt gauche, il se peut que vous reconnaissiez d'abord ce toucher à travers la peau du bout de votre doigt.
C'est logique : vous avez des milliers de récepteurs rien que sur vos mains et vos doigts. Les roboticiens tentent souvent de reproduire cette multitude de capteurs pour les robots au moyen de peaux artificielles, mais celles-ci peuvent être coûteuses et inefficaces pour résister aux chocs ou aux environnements difficiles.
Mais si vous appuyez plus fort, vous remarquerez peut-être qu'il existe une deuxième façon de percevoir le toucher : par l'intermédiaire de vos articulations. Cette sensation - une sensation de couple, pour utiliser le jargon de la robotique - est exactement ce que les chercheurs ont recréé dans leur nouveau système.
Leur bras robotisé contient six capteurs, chacun d'entre eux étant capable d'enregistrer la moindre pression exercée sur n'importe quelle partie de l'appareil. Après avoir mesuré avec précision la quantité et l'angle de cette force, une série d'algorithmes peut ensuite cartographier l'endroit où une personne touche le robot et analyser ce qu'elle essaie exactement de communiquer.
Par exemple, une personne pourrait dessiner des lettres ou des chiffres n'importe où sur la surface du bras robotique avec un doigt, et le robot pourrait interpréter les directions à partir de ces mouvements. N'importe quelle partie du robot peut également être utilisée comme bouton virtuel.
Cela signifie que chaque centimètre carré du robot devient essentiellement un écran tactile, mais sans le coût, la fragilité et le câblage d'un tel écran, explique Maged Iskandar, chercheur au Centre aérospatial allemand et auteur principal de l'étude.
« L'interaction homme-robot, qui permet à l'homme d'interagir étroitement avec le robot et de le commander, n'est pas encore optimale, car l'homme a besoin d'un dispositif d'entrée », souligne Maged Iskandar. « Si l'on peut utiliser le robot lui-même comme dispositif, les interactions seront plus fluides.
Un tel système pourrait constituer un moyen moins coûteux et plus simple de fournir non seulement un sens du toucher, mais aussi une nouvelle façon de communiquer avec les robots. Cela pourrait être particulièrement important pour les robots de plus grande taille, comme les humanoïdes, qui continuent à recevoir des milliards d'investissements en capital-risque.
Calogero Maria Oddo, un roboticien qui dirige le Neuro-Robotic Touch Laboratory au BioRobotics Institute, mais qui n'a pas participé aux travaux, estime que cette avancée est importante, grâce à la façon dont la recherche combine les capteurs, l'utilisation élégante des mathématiques pour cartographier le toucher et les nouvelles méthodes d'intelligence artificielle pour assembler le tout. Selon M. Oddo, l'adoption commerciale pourrait être assez rapide, car l'investissement requis concerne davantage les logiciels que le matériel, qui est beaucoup plus onéreux.
Il y a toutefois des réserves à formuler. Tout d'abord, le nouveau modèle ne peut pas gérer plus de deux points de contact à la fois. Dans un environnement relativement contrôlé tel qu'une usine, cela ne pose pas de problème, mais dans des environnements où les interactions homme-robot sont moins prévisibles, cela pourrait présenter des limites. En outre, les types de capteurs nécessaires pour communiquer le toucher à un robot, bien que disponibles dans le commerce, peuvent également coûter des dizaines de milliers de dollars.
Dans l'ensemble, cependant, Calogero Maria Oddo envisage un avenir où les capteurs basés sur la peau et ceux basés sur les articulations seront fusionnés pour donner aux robots un sens du toucher plus complet.
« Nous, les humains et les autres animaux, avons intégré les deux solutions », explique-t-il. « Je m'attends à ce que les robots travaillant dans le monde réel utilisent également les deux, pour interagir en toute sécurité et en douceur avec le monde et apprendre.