Oubliez le métal. En matière de robots, l’avenir est mou et fragile

Quelque part dans un laboratoire, quelque chose se tortille. C'est un robot anguille, nageant silencieusement dans un énorme réservoir d'eau salée sombre; ses mouvements rythmés en forme de ruban font écho à ceux de son homologue naturel. Ou est-ce un robot inspiré du poulpe, ressemblant au genre de chose H.P. Lovecraft aurait pu imaginer s'il était né 100 ans plus tard et était devenu roboticien au lieu d'écrivain d'horreur ?

Peut-être que ce n’est ni l’un ni l’autre. C'est peut-être une pochette en caoutchouc souple, enroulé autour d'un coeur humain, et en lui donnant régulièrement des pressions rassurantes pour lui permettre de continuer à battre face à une insuffisance cardiaque. Ou un pince à hydrogel qui peut tendre la main et attraper un poisson nageant, le fixant sans le blesser. Ou. Ou. Ou.

La réalité est que les exemples ne manquent pas dans le domaine en plein essor de la robotique douce. Ces robots, l’un des domaines de recherche en robotique les plus passionnants et en développement rapide, ne ressemblent pas aux machines dures et métalliques que la science-fiction nous promettait. Ils sont faits de matériaux caoutchouteux. Ils sont également beaucoup moins chers à construire, pèsent considérablement moins et offrent beaucoup plus de flexibilité et (peut-être contre-intuitivement, compte tenu de leurs matériaux souples) de durabilité. Ce faisant, ils changent ce que nous considérons comme un robot et se révèlent extrêmement utiles dans le processus.

Le robot aux mille usages

L’essor actuel des robots souples dans un monde auparavant dominé par le métal n’enlève rien aux robots plus traditionnels construits par des entreprises comme Boston Dynamics. Les progrès de la robotique dure traditionnelle nous ont donné, rien qu'au cours des dernières années, toutes sortes de machines polyvalentes capables de tout faire, du travail d'assemblage fin sur les lignes de production aux exécuter des danses, expositions de parkour ou même Des backflips dignes des Jeux olympiques. Mais ces robots traditionnels ne sont pas bons pour tout.

Ils sont doués pour effectuer la même tâche plusieurs fois de suite, ce qui est exactement ce qui est nécessaire si, par exemple, ils aident à assembler des iPhones sur un tapis roulant dans une usine Foxconn. Mais retirez-les du domaine structuré dans lequel ils sont habitués à travailler et tout à coup leur étonnante précision peut disparaître en un instant.

Cela pose problème pour toutes sortes de raisons, notamment le fait que, de plus en plus, les robots travailleront aux côtés des humains et d’autres personnes vivantes. Cela pourrait impliquer de travailler directement avec des humains en tant que collègues. Cela pourrait également signifier un niveau d’interaction encore plus étroit, comme le robot susmentionné destiné à maintenir le cœur d’une personne face à une éventuelle insuffisance cardiovasculaire. Ce sont ces scénarios qui ont conduit, en partie, à la popularité croissante des robots logiciels.

« [Un autre] domaine d'application passionnant de la robotique douce est celui de la recherche et du sauvetage » Giada Gerboni, chercheur postdoctoral à l'Université de Stanford, qui a donné l'année dernière un Conférence TED intitulé « L’incroyable potentiel des robots flexibles et mous », a déclaré Digital Trends. « [Dans le laboratoire dans lequel je travaille], il y a une équipe de collègues très motivés qui explorent comment un robot mou qui grandit à partir de la pointe — comme une plante, ou plus précisément une vigne — serait capable de naviguer dans des sites archéologiques inaccessibles aux humains et plein d'artefacts très délicats, ou pour explorer les habitats souterrains délicats de certains animaux en voie de disparition espèces."

Les propres recherches de Gerboni ont des applications médicales. Elle travaille actuellement sur des robots flexibles qui pourraient être utilisés comme instruments chirurgicaux pour accéder aux parties du corps difficiles d’accès, tout comme les robots souples de ses collègues pourraient aider à accéder à des sites distants.

« Mon travail actuel à Stanford utilise une aiguille flexible qui peut atteindre des parties du foie complètement différentes depuis un seul point d’insertion et peut brûler une tumeur – [destruction] les cellules tumorales par la chaleur – avec sa pointe », a-t-elle poursuivi. Une aiguille orientable n’est pas ce que l’on pourrait considérer comme un robot, mais c’est l’une des possibilités offertes par les robots mous.

Adieu le métal ?

Le dernier développement en matière de robotique douce est particulièrement passionnant. Récemment, des chercheurs ont découvert comment éliminer derniers composants métalliques durs dans les robots souples. Là où les robots logiciels précédents nécessitaient encore des composants tels que des vannes métalliques, ce dernier robot logiciel peut fonctionner en utilisant uniquement du caoutchouc et de l'air - l'air sous pression remplaçant le besoin d'électronique entrailles. Ce faisant, il intègre la mémoire et la prise de décision directement dans ses matériaux souples, en utilisant une sorte d'ordinateur logiciel basé sur une logique numérique.

"Ces états de haute pression et de basse pression sont analogues à un signal numérique, avec 1 égal à haute pression et 0 égal à basse pression", Philipp Rothemund, nous a expliqué l'un des chercheurs du projet. « En règle générale, le contrôle des robots souples s'effectue à l'aide de contrôleurs électroniques et de vannes rigides, ce qui donne naissance à des robots hybrides dur/souple. Notre ordinateur logiciel permet l’intégration de contrôles complexes directement dans la structure d’un robot logiciel.

Tout cela n’en est qu’à ses débuts, mais cela démontre l’évolution rapide du monde du soft. robotique: en retard d'un demi-siècle sur son homologue plus difficile, mais faisant de son mieux pour rattraper en haut. Cela semble fonctionner aussi. En plus des applications déjà mentionnées, pinces robotisées souples sont désormais utilisés sur les chaînes de montage, en raison de leur capacité à interagir avec les objets sans risquer de les endommager.

Cependant, comme le souligne Giada Gerboni, c’est une erreur de considérer la robotique douce comme étant en conflit avec les robots durs traditionnels.

"Je ne dirais pas que les robots mous sont meilleurs, mais ce n'est qu'une classe de robots – ou une façon de faire de la robotique – que nous ne pouvons plus éviter de considérer", a-t-elle déclaré. « Les robots mous ont déjà démontré leur grand potentiel dans les tâches de navigation car ils peuvent articulent facilement leur corps et leur navigation n'est pas compromise par des contacts brusques avec des inconnus objets. Mais lorsqu'il s'agit d'une autre tâche très courante pour les robots, comme les tâches de manipulation, alors avoir des pièces non rigides est très mauvais car le robot peut [exercer très peu de force, ce qui signifie qu'il ne peut pas soulever de nombreux objets.] De plus, étant donné la grande flexibilité du corps, les degrés de liberté et l'intégration limitée des capteurs, ils ne peuvent pas être contrôlés avec précision et ne peuvent donc pas effectuer une manipulation très précise. tâche."

A la fois dur et doux

En fin de compte, dit-elle, la meilleure façon de réellement fabriquer des robots qui seront utiles dans nos vies sera de combiner à la fois dur et mou: tout comme nous le voyons avec les matériaux trouvés dans la nature. « Il suffit de regarder les humains », dit-elle. « Ce sont des machines robotiques parfaites avec des composants souples, mais aussi des structures rigides et des articulations standard. [Ils] peuvent effectuer des tâches dans différents contextes, mais peuvent aussi être précis et exercer des forces.

Certains chercheurs s'emploient même à explorer des matériaux permettant aux robots souples de se rigidifier à la demande, ou bien à combiner des matériaux de rigidité différente pour atteindre à la fois précision et dextérité. Le terme « robot doux » existe depuis à peine une décennie, mais il est déjà en train de se tailler une niche. (Et trouver également sa place dans la culture pop: découvrez Baymax, l'adorable robot de Disney's Grand héros 6.)

Alors que nous avançons vers un monde dans lequel les robots font partie de notre vie quotidienne, les robots mous vont prendre plus d’importance que jamais. Une chose est sûre: ici en 2019, le mot « robot » n’est plus synonyme de « machine métallique ».

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