La course à la robotique s’est grandement accéléré ces dernières années, et de plus en plus d’entreprises et d’institutions font progresser le secteur à pas de géants. Figure et son robot humanoïde multitâches, Tesla et son prototype Optimus (avec quelques errements tout de même), Boston Dynamics avec son acrobate Atlas et même Apple commence à s’y intéresser.
Cette fois-ci, l’innovation nous vient des couloirs de l’Université Duke (Caroline du Nord, USA). Des ingénieurs ont développé une main robotique à quatre doigts, équipée de microphones tactiles, qu’ils vont présenter à la Conference on Robot Learning de Munich. Équipée de cette manière, cette main peut percevoir son environnement à la manière d’un être humain.
De la vision au toucher
La majorité des solutions robotiques modernes repose essentiellement sur la vision pour que les machines appréhendent leur environnement. SonicSense transcende cette limitation en dotant les robots d’une perception tactile sophistiquée. Chaque doigt de cette main robotique intègre un microphone de contact qui capte les vibrations générées lors des interactions physiques. Cette technologie filtre naturellement les bruits ambiants, permettant une analyse précise des signaux acoustiques émis par les objets manipulés.
« Nous voulions créer une solution capable de fonctionner avec des objets complexes et variés rencontrés au quotidien, offrant aux robots une capacité bien plus riche de “ressentir” et de comprendre le monde », explique Jiaxun Liu, co-auteur de cette étude et doctorant en Ingénierie mécanique ayant participé au projet.
Le système SonicSense, en plus de ces microphones, intègre également les dernières avancées en intelligence artificielle pour transformer ces données vibratoires en informations concrètes sur la nature et la structure des objets.
Des capacités sensorielles inédites
La polyvalence de SonicSense repousse complètement les frontières des capacités robotiques actuelles. En secouant une boîte de dés, le système détermine précisément leur nombre et leur forme. L’analyse des vibrations lui permet d’évaluer le niveau de liquide dans un contenant fermé. Plus remarquable encore, par simple tapotement, la main robotique reconstruit la structure tridimensionnelle des objets et identifie leurs matériaux constitutifs, y compris sur des surfaces réfléchissantes ou transparentes !
Cette performance nécessite seulement quatre interactions pour les objets répertoriés dans sa base de données, tandis que vingt lui suffisent pour caractériser un objet qu’il n’a jamais vu. Boyuan Chen, professeur en ingénierie mécanique et en science des matériaux à Duke souligne : « SonicSense offre aux robots une nouvelle façon d’entendre et de ressentir, à l’image des humains, ce qui peut transformer leur perception et leur interaction avec les objets. Si la vision est essentielle, le son ajoute des couches d’informations qui peuvent révéler ce que l’œil pourrait manquer ».
Une technologie accessible et prometteuse
L’équipe de Duke privilégie une approche pragmatique. En utilisant des microphones de contact standards, semblables à ceux équipant les guitares électriques, et des composants du commerce ou d’autres imprimés en 3D, le coût de production reste maîtrisé. La construction du système complet revient à 200 dollars seulement.
Cette accessibilité financière facilitera nécessairement son déploiement dans divers contextes industriels et les chercheurs perfectionnent actuellement les algorithmes de suivi d’objets pour que la main reste efficace dans des environnements encombrés. L’équipe travaille également sur l’intégration de capteurs de pression et de température, pour enrichir davantage les capacités sensorielles du système.
Chen lui prévoit déjà un grand avenir : « Ce n’est que le début. SonicSense pourrait être intégré à des mains robotiques plus avancées, dotées de compétences en manipulation précise, permettant aux robots d’accomplir des tâches nécessitant un sens du toucher raffiné. Nous sommes impatients d’explorer comment cette technologie peut être développée davantage […] permettant des interactions encore plus complexes ».
Le potentiel de SonicSense est immense : industrie automobile ou pharmaceutique, inspection qualité ou assemblage de haute précision, manipulation de matériaux fragiles, chirurgie, etc. Si l’équipe poursuit ses améliorations, on pourrait même envisager que des robots équipés de leur technologie développent une forme d’intelligence tactile, qui pourrait les aider à collaborer plus étroitement avec les humains. Un rêve pour certains, un cauchemar pour d’autres.
- L’Université Duke a développé une main robotique équipée de microphones qui lui permet de ressentir son environnement par le toucher.
- SonicSense utilise les vibrations pour analyser les objets, reconstituer leur structure et identifier leurs matériaux
- Cette technologie, peu coûteuse, pourrait être appliquée à de nombreux secteurs industriels.
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