Comment construire un robot à la fois flexible et solide ? Le serrage des vis des bouchons de bouteilles est un jeu d'enfant

​Big Data Digest Work

Auteur : Mickey

Lorsque les chercheurs créent des robots, il est facile de tomber dans le dilemme de l'équilibre entre deux qualités : la flexibilité et la robustesse. D'une manière générale, il est difficile d'avoir ces deux qualités, mais pour de nombreuses scènes qui nécessitent une manipulation minutieuse, les deux sont indispensables.

Dans une étude récente, des chercheurs ont créé un robot très flexible tout en maintenant un niveau élevé de tension « musculaire », lui donnant suffisamment de mouvements de torsion pour accomplir des tâches difficiles. Dans une expérience, le robot a pu retirer les bouchons des bouteilles tout en générant un mouvement de torsion 2,5 fois supérieur à celui du robot leader de sa catégorie.

Ce résultat a été publié dans IEEE Robotics and Automation Letters le 13 janvier.

Lien papier : https://ieeexplore.ieee.org/document/9999348

Les robots Tensegrity sont constitués d'un cadre rigide et d'un réseau de câbles flexibles, qui leur permet de changer de forme en ajustant la tension interne.

Ryota Kobayashi, étudiant en maîtrise à l'Institut de technologie de Tokyo qui a participé à la recherche, a expliqué : « Les structures de tenségrité présentent des avantages en raison de leurs propriétés uniques : légèreté, flexibilité et durabilité. « Ces robots peuvent fonctionner dans des environnements difficiles et inconnus. » , comme les grottes ou l'espace, et ont des comportements plus complexes et efficaces. »

La structure de base d'un robot tenségritaire peut avoir un nombre variable de structures rigides, ou « tiges », le nombre total allant de 2 à 12. Parfois encore plus - mais en règle générale, les robots dotés de plus de tiges sont généralement plus complexes et plus difficiles à concevoir.

20% de retrait, torsion de 50 degrés dans 2 directions

Les robots Tensegrity sont composés d'un réseau de cadres rigides et de câbles flexibles, ce qui leur permet de changer de forme en ajustant la tension interne.

Dans leurs recherches, l'équipe de Ryota a créé un robot de tenségrité qui s'appuie sur six modules de tenségrité. Pour garantir que le robot réalise une torsion puissante, une carte virtuelle de triangles est utilisée, dans laquelle les muscles artificiels du robot sont placés de manière à relier les sommets des triangles. Lorsqu’un muscle se contracte, il rapproche les sommets du triangle.

En s'appuyant sur cette technologie, le robot peut réaliser un grand mouvement de torsion de 50 degrés dans deux directions en utilisant seulement 20 % de contraction des muscles artificiels. Ryota a déclaré que son équipe avait été surprise par l'efficacité du système : de minuscules contractions des muscles artificiels entraînaient de grandes contractions et des déformations de torsion. "La plupart des robots tenségrisés à six tiges ne rouleront que lorsque la structure est légèrement déformée, ce qui entraîne une restriction des mouvements", a déclaré Hiroyuki Nabae, professeur adjoint à l'Institut de technologie de Tokyo. il a également participé à l'étude. Notamment, les auteurs rapportent que leur robot à six tiges génère 2,5 fois le mouvement de torsion important d'un robot tenségritaire à six tiges existant.

Ensuite, l'équipe de recherche a installé des doigts en caoutchouc sur le robot pour l'aider à saisir des objets et tester sa capacité à accomplir des tâches. Dans une expérience, un bras robotique s'est abaissé sur une bouteille de Coca-Cola, a saisi le bouchon, s'est retourné, a levé le bras et a répété le mouvement de saisie et de rotation pour retirer le bouchon en quelques secondes.

Les chercheurs réfléchissent à des moyens de s'appuyer sur cette technologie, par exemple en ajoutant la capacité des robots à se plier dans différentes directions, combinée à une technologie qui permet aux robots de reconnaître de nouvelles formes dans leur environnement. Les progrès dans ce dernier domaine pourraient aider les robots à mieux s’adapter aux nouveaux environnements et tâches selon les besoins.

Source du matériel : https://spectrum.ieee.org/tensegrity-robot?utm_campaign=post-teaser&utm_cnotallow=e0401vfk

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