Envie d’Uncanny Valley ? Cette main robotique douce peut jouer à Nintendo
Un robot souple imprimé en 3D développé à l’Université du Maryland utilise des transistors fluidiques pour un actionnement plus flexible.
Les chercheurs ont fait des progrès dans la conception et la fabrication de robots souples pour créer une main robotique qui peut jouer suffisamment bien au jeu Super Mario Bros. de Nintendo pour gagner.
Une équipe de l’Université du Maryland a développé la main, qui utilise des circuits fluidiques intégrés et peut être imprimée en 3D en une seule étape, ont déclaré les chercheurs. L’utilisation de la fluidique a donné au robot plus de liberté de mouvement que ce qui n’était auparavant possible avec l’actionnement robotique à la main, a déclaré Ryan Sochol, professeur adjoint de génie mécanique à l’Université du Maryland.
Les chercheurs ont développé une main robotique souple avec des circuits fluidiques intégrés qui peuvent être imprimés en 3D en une seule étape et qui peuvent jouer suffisamment bien au jeu Super Mario Bros. de Nintendo pour gagner.
« Auparavant, chaque doigt d’une main robotique souple avait généralement besoin de sa ligne de contrôle, ce qui peut limiter la portabilité et l’utilité », a-t-il expliqué dans un communiqué de presse. « Mais en imprimant en 3D la main robotique souple avec nos » transistors fluidiques « intégrés, il peut jouer à Nintendo sur la base d’une seule entrée de pression. »
La robotique douce est un domaine visant à s’éloigner des robots avec des pièces rigides pour créer de nouveaux types de robots flexibles et gonflables qui fonctionnent à l’aide d’eau ou d’air plutôt que d’électricité. Leur conception leur donne plus de sécurité inhérente pour travailler aux côtés des humains, ainsi que la flexibilité et l’adaptabilité pour de nombreuses applications, y compris les dispositifs biomédicaux, les prothèses et l’automatisation.
Résoudre le problème
Jusqu’à présent, cependant, contrôler les fluides qui font que les robots mous se plient et se déplacent a été un défi pour leurs concepteurs. Ce que l’équipe de l’Université du Maryland a fait différemment pour résoudre ce problème est de créer un robot entièrement assemblé avec des circuits fluidiques qui pourraient être imprimés en 3D en une seule étape.
Des circuits fluidiques ont déjà été utilisés avec des robots mous pour améliorer leur autonomie de mouvement ; Cependant, auparavant, « les méthodes de construction et d’intégration de ces circuits fluidiques avec les robots peuvent prendre des jours à des semaines, avec un degré élevé de travail manuel et de compétences techniques », a observé Ph.D. diplômé Ruben Acevedo, qui a également travaillé sur le projet.
L’équipe a résolu ce problème en concevant un circuit fluidique intégré qui a permis à la main de fonctionner en réponse à la force d’une seule pression de commande, a-t-il déclaré. Par exemple, l’application d’une faible pression faisait que seul le premier doigt appuyait sur la manette Nintendo pour faire marcher Mario, tandis qu’une pression élevée ferait sauter Mario.
L’équipe a créé un programme de mouvements pour la main robotique qui bascule de manière autonome entre les pressions éteinte, basse, moyenne et élevée, ont déclaré les chercheurs. Cela lui a permis d’appuyer sur les boutons de la manette pour terminer le premier niveau de Super Mario Bros. en moins de 90 secondes.
Alors qu’évidemment, c’était amusant pour les chercheurs d’utiliser Super Mario Bros. dans leur travail, il y avait aussi une motivation scientifique pour programmer le robot de cette manière, ont-ils déclaré. Le timing et la composition du niveau du jeu vidéo sont établis, donc une seule erreur peut entraîner une fin abrupte du jeu. Cela signifie que faire jouer la main au jeu a fourni une nouvelle façon d’évaluer les performances des robots souples qui est particulièrement difficile d’une manière qui n’est pas souvent utilisée sur le terrain.
Facteur de fabrication
L’utilisation de l’impression 3D PolyJet pour fabriquer le robot a également été la clé du succès de sa conception, ont déclaré les chercheurs. Ce type d’impression s’apparente à l’utilisation d’une imprimante couleur, mais avec de nombreuses couches d’« encres » multi-matériaux empilées les unes sur les autres en 3D. Ce type d’impression permet à un robot souple d’être imprimé avec tous ses actionneurs souples, circuits fluidiques et autres fonctionnalités en une journée.
Les chercheurs ont publié un article sur leurs travaux dans la revue Avancées scientifiques.
L’équipe a également choisi de publier leur papier en libre accès ainsi que de partager des documents supplémentaires de manière open source, en publiant tous les fichiers de conception électronique de leur travail sur le portail des développeurs GitHub. Social a déclaré que les chercheurs espèrent ainsi promouvoir le développement et les applications de la robotique douce.
« Nous espérons que cette stratégie d’impression 3D open source élargira l’accessibilité, la diffusion, la reproductibilité et l’adoption de robots souples avec circuits fluidiques intégrés et, à son tour, accélérera les progrès dans le domaine », a-t-il déclaré dans un communiqué de presse.
Les chercheurs explorent actuellement l’utilisation de leur technique et de leur robot souple dans des applications pour le domaine biomédical, notamment la création de dispositifs de rééducation, d’outils chirurgicaux et de prothèses personnalisables.
