La main saisit fermement une fraise sans l’abîmer.
L’agriculture est l’un des secteurs les plus touchés par la robotique, ce qui est tout à fait logique, car les agriculteurs du monde entier sont confrontés à une pénurie de main-d’œuvre et à une hausse des coûts salariaux. Pour certaines cultures, la main-d’œuvre représente près de 50 % des dépenses de production.
De plus, la récolte des fruits et légumes est particulièrement complexe car certaines plantes, comme les fraises, les framboises et les avocats, ont une période de récolte très courte et sont très fragiles. Par conséquent, les agriculteurs perdent souvent jusqu’à 25 % de leurs récoltes. Des chercheurs de l’Université de Virginie-Occidentale (WVU) aux Etats-Unis ont mis au point une main robotisée souple qui pourrait résoudre la plupart de ces problèmes en récoltant efficacement les fruits délicats tout en minimisant le gaspillage.
La disposition de la main s’inspire de l’anatomie de l’étoile de mer.
Anand Kumar Mishra
Les robots agricoles existent depuis un certain temps, mais la plupart sont assez rigides et encombrants, ont une prise ferme et sont dépourvus de capteurs tactiles. Ils sont efficaces pour ramasser les pommes ou les agrumes , mais peinent avec les fruits et légumes plus fragiles.
Le groupe de recherche de l’Université de Virginie-Occidentale (WVU), appelé Robiotics Lab, se consacre au développement de robots imitant les mouvements animaux. La main robotique sur laquelle ils travaillent est loin de la pince métallique rigide à laquelle on pense généralement. Inspirée des étoiles de mer, elle est dotée de doigts souples en silicone et en polyuréthane. L’appareil ressemble néanmoins à une main humaine, avec ses cinq doigts flexibles conçus pour cueillir délicatement des fruits.
Grâce à une caméra et à d’autres capteurs, l’appareil est capable d’évaluer la maturité de produits tels que les avocats.
La nouvelle main robotisée est équipée d’une caméra miniature capable d’évaluer la maturité des fruits, une fonctionnalité déjà présente sur certains robots agricoles. Le problème de cette technologie réside dans le fait que l’inspection visuelle n’est pas toujours précise. La maturité de certains fruits, comme les avocats, est difficile à juger à l’œil nu ; c’est pourquoi on a généralement recours à une légère pression. Cette méthode est relativement fiable et simple, mais programmer un robot pour l’exécuter a constitué l’un des principaux défis pour les scientifiques.
Par conséquent, les doigts robotisés sont non seulement souples et flexibles, mais ils sont également dotés de capteurs spéciaux capables d’évaluer la maturité des fruits par le toucher. Ces capteurs permettent au robot de presser le fruit juste assez pour en déterminer la fermeté sans l’écraser. Autre atout : les capteurs peuvent détecter si la prise est suffisamment ferme et, le cas échéant, ajuster la pression pour empêcher le fruit de tomber.
Les tests ont été concluants et ont également démontré que les capteurs de la main robotisée sont capables de prédire la forme d’un fruit avec une précision quasi parfaite. Le prototype actuel pèse moins de 65 grammes, s’ouvre et se ferme en moins de deux secondes et peut soulever des objets pesant jusqu’à 1 kg.
Des capteurs à fibre optique à lumière rouge détectent la courbure de chaque doigt.
Dans un avenir proche, l’équipe de recherche prévoit de commercialiser cette technologie sur le marché mondial.
« En vue d’un déploiement commercial, nous développons actuellement une version plus évolutive de la pince, dans le but d’un déploiement sur le terrain au cours des deux à quatre prochaines années », explique le scientifique principal Anand Mishra, qui est professeur adjoint au département de génie mécanique, des matériaux et aérospatial de l’université de Virginie-Occidentale.
Les chercheurs espèrent également que cette main robotisée trouvera des applications bien au-delà de l’agriculture. Des systèmes robotiques souples similaires pourraient être utilisés dans les missions spatiales, l’exploration sous-marine et le domaine de la santé.
Un article sur cette étude a récemment été publié dans la revue Nature Communications .
