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Volume 54, numéro 6 | 18 octobre 2018

Une main qui a du doigté

Deux chercheurs ont mis au point une main robotisée capable de saisir une foule de petits objets

Par Jean Hamann

On imagine sans peine un robot agripper des objets lourds, rigides ou volumineux, mais l’idée qu’un automate puisse faire montre de dextérité, de doigté et de délicatesse est plutôt inattendue. C’est pourtant le tour de force qu’ont réussi Vincent Babin et Clément Gosselin, du Département de génie mécanique et du Laboratoire de robotique. Les deux chercheurs décrivent dans la revue The International Journal of Robotics Research les étapes complexes qui ont mené à la mise au point d’une main robotisée capable de saisir une grande variété de petits objets.

Leur projet a été mené en partenariat avec Robotiq, une entreprise de Lévis mise sur pied par trois diplômés du Laboratoire de robotique. «Nous avons examiné avec eux ce qui n’avait pas encore été fait du côté des mains robotisées et nous avons constaté que peu de travaux avaient été consacrés à la façon de saisir de petits objets reposant sur une surface plane. Les gens de Robotiq nous ont donné carte blanche pour mener un projet dans ce domaine», résume le doctorant Vincent Babin.

Les solutions envisagées antérieurement par d’autres équipes faisaient appel à des mains dotées de mécanismes de succion ou de poils microscopiques créant une interaction électrique de faible intensité entre la main et les objets à saisir. Le tandem Babin-Gosselin a plutôt misé sur l’une des forces du Laboratoire de robotique: les doigts mécaniques activés par des moteurs électriques.

Le modèle dont les chercheurs se sont inspirés pour concevoir leur préhenseur robotisé était littéralement à portée de main. «Chez l’humain, presque 70% des objets saisis avec la main ne requièrent que deux doigts, rappelle l’étudiant-chercheur Vincent Babin. Notre main robotisée calque cette façon de faire.»

En effet, leur main robotisée saisit les objets à l’aide de deux doigts opposés: l’un sert de butoir et l’autre – le pouce – pousse l’objet dans la direction du premier. «La dernière phalange du doigt est munie d’un capteur de pression qui immobilise la main lorsqu’il y a contact avec la surface sur laquelle repose l’objet, précise le doctorant. Quant à la dernière phalange du pouce, elle possède un ongle rétractable qui se déploie lorsque la phalange entre en contact avec une surface. L’ongle se glisse sous l’objet pour en soulever le rebord, ce qui en facilite la préhension. L’ongle agit en quelque sorte comme une spatule.»

Leur main peut ramasser sur une surface plane, sans les endommager, des objets tels qu’un dépliant, une règle en plastique, une pièce de monnaie, une vis, une rondelle d’étanchéité, une carte de transport en commun et même une carte de hockey de Sidney Crosby!

(la vitesse de la vidéo est quatre fois plus grande que la vitesse réelle)

Ces objets n’ont pas été choisis au hasard. Ils faisaient partie du Amazon Picking Challenge, un défi lancé à la communauté scientifique par la multinationale, qui cherchait à améliorer l’automatisation de ses opérations. «Présentement, ce sont des robots qui déplacent des étagères vers les employés chargés de remplir les commandes des clients. Amazon explorait la possibilité de confier cette dernière étape à des robots, ce qui impliquait qu’ils devaient pouvoir saisir et manipuler une grande variété d’objets dans des espaces restreints. C’est l’un des usages potentiels de notre main.»

L’un des avantages de la main conçue par les chercheurs de l’Université Laval est qu’elle peut être installée sur tout genre de robots. «Une fois que le robot a bien positionné la main au-dessus de l’objet, la main prend le relais et exécute la tâche, explique Vincent Babin. Le même robot utilisé pour soulever un moteur d’auto pourrait, avec notre main, ramasser une pièce de monnaie.»

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Chez l'humain, presque 70% des objets saisis avec la main ne requièrent que deux doigts. La main conçue au Laboratoire de robotique calque cette façon de faire.

Photo: Vincent Babin

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