La pince robotisée simplifiée peut toujours s’attaquer à des tâches complexes de manipulation d’objets
La manipulation de la fraise artificielle consiste à frotter le riz résiduel entre le doigt et la fraise artificielle saisie. Crédit : Zhou et al.
Ces dernières années, les roboticiens du monde entier ont conçu divers préhenseurs robotisés capables de saisir et de manipuler différents types d’objets. Les préhenseurs les plus efficaces pour s’attaquer aux tâches manuelles du monde réel, en particulier les tâches complexes de manipulation d’objets, sont souvent ceux inspirés par les mains humaines.
Malgré leurs bonnes performances, de nombreuses mains robotiques humanoïdes reposent sur des mécanismes avancés et parfois coûteux, ainsi que sur des outils de programmation sophistiqués. Cela pourrait limiter leur déploiement à grande échelle, car cela les rend peu pratiques pour le développement de robots économes en énergie et rentables.
Des chercheurs de l’Université Purdue et du Massachusetts Institute of Technology (MIT) ont récemment mis au point une pince robotisée plus simple et pourtant apparemment tout aussi efficace. Cette pince, présentée dans un article publié sur le site arXiv Le serveur de préimpression s’est avéré efficace pour s’attaquer à des tâches complexes de manipulation d’objets, bien qu’il dispose de moins de degrés de liberté (DOF) que les pinces inspirées des mains humaines.
« Les mains robotiques conventionnelles à haute profondeur de champ (DOF) et adroites peuvent effectuer des tâches complexes de manipulation à la main, mais ne sont pas triviales pour la programmation/le contrôle en raison de leurs mécanismes complexes », a déclaré Yu She, co-auteur de l’article, à Tech Xplore.
« En revanche, les pinces robotisées traditionnelles à mâchoires parallèles à un degré de liberté sont faciles à programmer/contrôler, mais se limitent aux tâches de préhension et sont difficiles à effectuer en manipulation manuelle. Notre équipe vise à concevoir une pince qui comble le fossé entre ces deux types de pinces. »
La nouvelle pince développée par She et ses collègues possède 5 degrés de liberté. Bien que sa conception simple facilite le contrôle via des outils de programmation, la pince peut toujours effectuer des manipulations à la main comme celles d’un humain, en s’appuyant sur des données sensorielles enregistrées par un capteur tactile intégré basé sur la vision.
La pince nouvellement conçue se compose essentiellement de deux doigts fixés à une base de pince. L’équipe a également monté un petit capteur tactile basé sur la vision au sommet du doigt gauche de la pince.
La pince tactile proposée avec cinq degrés de liberté. Crédit : Zhou et al.
« La base de la pince fournit un degré de liberté pour la fermeture et l’ouverture de la pince », a-t-elle expliqué. « Chaque doigt est équipé d’un actionneur linéaire et d’un servomoteur rotatif, ce qui permet d’obtenir un total de cinq degrés de liberté de la pince. Les doigts de la pince sont fabriqués à partir de matériau PLA à l’aide de l’impression 3D. Un mini capteur tactile basé sur la vision GelSight est monté au bout du doigt gauche, fournissant des informations sur la géométrie, l’orientation et la force de préhension de l’objet saisi. »
La caractéristique caractéristique de la pince développée par She et son collègue est que, bien que ses mouvements puissent être facilement contrôlés, elle peut néanmoins atteindre un niveau élevé de dextérité lors des tâches de manipulation en main en combinant ses 5 degrés de liberté.
Les chercheurs ont évalué la pince dans le cadre d’une série d’expériences initiales en conditions réelles et ont découvert qu’elle permettait de manipuler des objets plus complexes que la plupart des pinces simples, avec quelques degrés de liberté. La pince pouvait effectivement effectuer deux types de manipulation d’objets, appelés singulation et ramassage. Par exemple, elle pouvait imiter le mouvement humain consistant à frotter les particules de sable coincées entre la surface d’un objet et ses doigts, une action que les humains pourraient effectuer lorsqu’ils ramassent des coquillages sur la plage.
« Nous démontrons qu’un préhenseur doté de moins de degrés de liberté qu’une main robotique humanoïde peut mener à bien des tâches complexes de manipulation manuelle », a-t-elle déclaré. « Cette réduction de la complexité peut conduire à une conception de contrôleur plus simple et à des solutions robotiques plus robustes, plus rentables et plus économes en énergie, plus faciles à mettre en œuvre et à entretenir. »
Le robot de préhension mis au point par cette équipe de recherche pourrait bientôt être perfectionné et appliqué à d’autres tâches complexes de manipulation d’objets. Sa conception sous-jacente pourrait également inspirer le développement d’autres systèmes robotisés similaires pour la manipulation d’objets, à la fois rentables et efficaces.
« Nous prévoyons désormais d’utiliser la pince tactile développée pour accomplir des tâches de manipulation plus complexes qui dépassent actuellement les capacités des autres pinces robotisées », a-t-elle ajouté. « Ces tâches comprennent, sans toutefois s’y limiter, la manipulation d’objets linéaires déformables. »
Plus d’informations :
Yuhao Zhou et al., Singulation en main et manipulation par ramassage avec une pince tactile à 5 degrés de liberté, arXiv (2024). DOI : 10.48550/arxiv.2408.00610
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Citation: Une pince robotisée simplifiée peut toujours s’attaquer à des tâches complexes de manipulation d’objets (2024, 17 août) récupéré le 18 août 2024 à partir de
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