Il s'agit d'une technique peu explorée à ce jour, adaptée à la manipulation d'objets fragiles ou de formes irrégulières, ainsi qu'au travail à proximité de personnes sans aucun risque.
Des professeurs de l'Université Carlos III de Madrid (UC3M) et de l'Université publique de Navarre (UPNA) ont développé une pince souple robotique capable non seulement de saisir et de maintenir des objets, mais aussi de manipuler et de repositionner ce qu'elle tient entre ses doigts sans perdre son emprise. Comme l'expliquent les chercheurs, il s'agit d'un exploit dont presque aucune pince souple n'est capable à ce jour et qui présente de multiples applications, de la manipulation d'objets fragiles ou de formes irrégulières au travail en toute sécurité à proximité d'êtres humains.
Les auteurs de ces travaux, publiés récemment dans la revue scientifique Bioinspiration & Biomimetics, sont Carlos Relaño Gibert, professeur au département d'ingénierie de l'UPNA, ainsi que Concepción A. Monje Micharet, Alberto Rodríguez-Sanz et Lisbeth Mena, professeurs au RoboticsLab du département d'ingénierie des systèmes et d'automatique de l'UC3M. L'assemblage tout comme le fonctionnement de la pince peuvent être visionnés dans des vidéos sur la plateforme YouTube.
Avantages par rapport aux robots industriels rigides
Comme l'expliquent les auteurs de l'étude, les robots industriels traditionnels sont composés de pièces rigides et se révèlent très précis, mais aussi très maladroits : ils doivent connaître à l'avance la forme exacte de l'objet qu'ils vont saisir, et s'ils se trompent, ils peuvent le briser ou blesser une personne se trouvant sur leur trajectoire. « La robotique souple propose l'approche inverse : fabriquer des robots avec des matériaux flexibles qui s'adaptent d'eux-mêmes à ce qu'ils touchent, tout comme nos doigts épousent la forme d'un verre sans que nous ayons à y penser. Cela les rend particulièrement adaptés à la manipulation d'objets fragiles ou de formes irrégulières, ainsi qu'au travail en toute sécurité près des personnes », précisent-ils.
La nouveauté de la pince développée réside dans le fait que, jusqu'à présent, la plupart des pinces « savent saisir et tenir, mais guère plus ». « Cette pince dispose de trois doigts souples, chacun doté de trois degrés de liberté, qui, en plus de se plier, peuvent pivoter sur leur propre base. En coordonnant ces mouvements, la pince fait rouler l'objet entre ses doigts et le réoriente sans jamais cesser de le maintenir », souligne l'équipe de recherche.
« L'analogie serait semblable à ce que nous faisons en prenant un bocal pour le tourner dans notre main afin d'en lire l'étiquette sans le poser sur la table, ou au mouvement nécessaire pour dévisser une ampoule. Un geste naturel pour nous, mais qui peut s'avérer extrêmement complexe pour un robot. Et c'est précisément là que réside la différence : la plupart des pinces souples savent saisir un objet, mais ne savent pas quoi en faire ensuite. La nôtre peut le repositionner sans le lâcher. Il ne s'agit pas d'imiter une main humaine, mais de doter les robots d'une part de cette dextérité que nous utilisons constamment pour manipuler des objets », illustrent-ils. De plus, la conception de la pince est modulaire. Ainsi, les trois doigts qui la composent peuvent être montés et démontés séparément ; si l'un d'eux s'endommage, il peut être remplacé sans devoir changer toute la pince.
Les résultats montrent que le système est capable de maintenir une préhension très fiable. Des objets très diversifiés ont été utilisés, tels qu'une bouteille d'eau, un cube, un paquet de mouchoirs, un hand spinner, une figurine imprimée en 3D, un canard en plastique, plusieurs peluches, un tournevis et une rose artificielle.
Concernant ses applications, cette pince peut servir à toute tâche nécessitant qu'un robot ajuste la tenue d'un objet sans avoir à le relâcher puis à le ressaisir : du repositionnement d'une pièce avant son assemblage jusqu'à la manipulation d'objets fragiles ou irréguliers dans des secteurs tels que l'agroalimentaire, la logistique ou les laboratoires. Elle présente également un intérêt majeur pour la robotique collaborative et d'assistance, où les robots doivent s'adapter en permanence à leur environnement et opérer en toute sécurité aux côtés des personnes.
Ce travail est financé par les projets ADAPTA et SIROCO du ministère de la Science, de l'Innovation et des Universités par l'intermédiaire de l'Agence espagnole de recherche, ainsi que par les fonds FEDER de l'Union européenne. Plus précisément : le projet SIROCO (PID2023-147343OB-I00) est financé par le MICIU / AEI / 10.13039/501100011033 et par le FEDER, UE. Le projet ADAPTA (PLEC2023-010218) est financé par le MICIU / AEI / 10.13039/501100011033.
Vidéo: https://youtube.com/shorts/3dZYaSnARjs