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6 Mai, 2024

Une peau électronique extensible pourrait donner aux robots une sensibilité tactile de niveau humain

Une peau électronique extensible pourrait donner aux robots une sensibilité tactile de niveau humain

Une toute première peau électronique extensible pourrait doter les robots et autres appareils de la même douceur et de la même sensibilité tactile que la peau humaine, ouvrant ainsi de nouvelles possibilités d’exécution de tâches nécessitant une grande précision et un contrôle de la force.

La nouvelle peau électronique extensible, mise au point par des chercheurs de l’université du Texas à Austin, résout un problème majeur de la technologie émergente. La technologie existante de l’e-peau (e-skin) perd de sa précision de détection lorsque le matériau s’étire, mais ce n’est pas le cas avec cette nouvelle version.

« Tout comme la peau humaine doit s’étirer et se plier pour s’adapter à nos mouvements, il en va de même pour l’e-peau », explique Nanshu Lu, professeur au département d’ingénierie aérospatiale et d’ingénierie mécanique de l’école d’ingénieurs Cockrell, qui a dirigé le projet. « Quelle que soit l’ampleur de l’étirement de notre peau électronique, la réponse à la pression ne change pas, ce qui constitue un progrès considérable.

Nanshu Lu considère l’e-peau extensible comme un composant essentiel d’une main robotisée capable d’atteindre le même niveau de douceur et de sensibilité au toucher qu’une main humaine. Cela pourrait s’appliquer aux soins médicaux, où les robots pourraient prendre le pouls d’un patient, essuyer le corps ou masser une partie du corps.

Pourquoi un robot infirmier ou kinésithérapeute est-il nécessaire ? Dans le monde entier, des millions de personnes vieillissent et ont besoin de soins, plus que ce que le système médical mondial peut fournir.

« À l’avenir, si nous avons plus de personnes âgées que de soignants disponibles, ce sera une crise mondiale », assure Nanshu Lu. « Nous devons trouver de nouveaux moyens de prendre soin des gens de manière efficace et douce, et les robots sont une pièce importante de ce puzzle.« 

Au-delà de la médecine, les robots d’assistance aux personnes pourraient être déployés en cas de catastrophe. Ils pourraient rechercher des personnes blessées ou piégées lors d’un tremblement de terre ou de l’effondrement d’un bâtiment, par exemple, et prodiguer des soins sur place, comme la réanimation cardio-pulmonaire.

La technologie de la peau électronique détecte la pression exercée par le contact, ce qui permet à la machine connectée de savoir quelle force utiliser pour, par exemple, saisir une tasse ou toucher une personne. Mais lorsque l’e-peau conventionnelle est étirée, elle détecte également cette déformation. Cette lecture crée un bruit supplémentaire qui fausse la capacité des capteurs à percevoir la pression. Le robot pourrait alors utiliser trop de force pour saisir quelque chose.

Dans les démonstrations, l’extensibilité a permis aux chercheurs de créer des sondes et des pinces gonflables qui peuvent changer de forme pour effectuer une variété de tâches sensibles et tactiles. La sonde gonflée enveloppant la peau a été utilisée sur des sujets humains pour capturer avec précision leur pouls et leurs ondes de pouls. Les pinces dégonflées peuvent s’accrocher à un gobelet sans le faire tomber, même lorsqu’une pièce de monnaie est déposée à l’intérieur. Le dispositif a également appuyé sur une coquille de taco croustillante sans la casser.

La clé de cette découverte est un capteur de pression hybride innovant sur lequel Nanshu Lu et ses collaborateurs travaillent depuis des années. Alors que les e-peaux traditionnelles sont soit capacitives, soit résistives, l’e-peau à réponse hybride utilise les deux réponses à la pression. Le perfectionnement de ces capteurs et leur combinaison avec des matériaux isolants et des électrodes extensibles ont permis d’innover dans le domaine de l’e-peau.

Mme Lu – qui est également affiliée au département d’ingénierie biomédicale, au département d’ingénierie électrique et informatique de la famille Chandra, au département d’ingénierie mécanique de Walker et à l’Institut des matériaux du Texas – et son équipe travaillent à présent à l’élaboration d’applications potentielles. Ils collaborent avec Roberto Martin-Martin, professeur adjoint au département d’informatique du College of Natural Sciences, pour construire un bras robotique équipé de l’e-skin. Les chercheurs et l’UT ont déposé une demande de brevet provisoire pour la technologie de l’e-peau, et Mme Lu est disposée à collaborer avec des entreprises de robotique pour la commercialiser.

https://news.utexas.edu/2024/05/02/stretchable-e-skin-could-give-robots-human-level-touch-sensitivity

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2590238524001644?dgcid=author