Des ingénieurs du Robotics and AI Institute ont construit un robot à deux bras qui privilégie la vitesse sur la rigidité, pour attraper, lancer et transmettre des objets comme les humains. La conception est décrite dans la revue Science Robotics.
Moins d'inertie, plus de contrôle
Le robot, nommé AthenaZero, mesure environ 1,6 mètre de haut pour une envergure d'environ 1,8 mètre. Il possède un seul degré de liberté au torse, deux bras à sept articulations et deux mains sous-actionnées à six articulations chacune, entraînées par 22 actionneurs répartis sur 27 articulations. L'équipe a utilisé des moteurs quasi-directs et éloigné les pièces de transmission lourdes des articulations. Il en résulte une masse effective à la main comparable à celle d'un humain, avec une inertie réfléchie environ dix fois inférieure à celle d'un bras conventionnel à haute rigidité.
Pourquoi attraper est difficile
La plupart des bras industriels sont conçus pour maintenir rigidement une position. Cela fonctionne pour déplacer un outil sur une trajectoire connue, et mal lorsqu'un objet arrive avec de l'élan. Un bras rigide transmet le choc du contact directement au réducteur et à l'objet, ce qui explique pourquoi les robots peinent à attraper une balle ou à tendre un objet sans planification minutieuse. Un bras plus léger sacrifie un peu de précision de trajectoire mais gagne la capacité d'accélérer vite et d'absorber le contact : le contrôle vient du mouvement plutôt que de la force.
Ce que cela signifie pour le domaine
AthenaZero soulève encore plus de 3 kg, assez pour les petites pièces circulant entre postes de travail. Le prototype compte car il porte une leçon de conception pour quiconque construit des machines travaillant près des humains : moteurs, réducteurs et roulements déterminent la masse que le bras doit déplacer, et chaque gramme économisé au poignet vaut plusieurs grammes à l'épaule. La manipulation dynamique — attraper, lancer, faire glisser une pièce en place — est la prochaine capacité recherchée, et elle exige un matériel que le monde peut bousculer plutôt qu'un matériel qui le combat.