Les mains robotiques traditionnelles nécessitent généralement des informations environnementales précises et une programmation complexe pour saisir des objets avec succès. À l’inverse, les humains peuvent ramasser des objets sans avoir besoin de données de position exactes, principalement grâce à la souplesse naturelle de nos mains.
Le CREATE Lab de l’EPFL (École polytechnique fédérale de Lausanne) s’est inspiré de cette capacité humaine pour développer la main ADAPT — une main robotique qui mise sur des matériaux souples plutôt que sur des algorithmes complexes pour réaliser des manipulations habiles.
« En tant qu’humains, nous n’avons pas vraiment besoin de beaucoup d’informations externes pour saisir un objet, et nous croyons que cela s’explique par les interactions souples — ou douces — qui se produisent à l’interface entre un objet et la main humaine », explique Kai Junge, doctorant au CREATE Lab de la Faculté des sciences et techniques de l’ingénieur, dirigé par la professeure Josie Hughes.
La conception de la main ADAPT est remarquablement efficace. Alors que les mains robotiques traditionnelles nécessitent un moteur pour chaque articulation, la main ADAPT n’utilise que 12 moteurs logés dans le poignet pour contrôler ses 20 articulations. Le reste du contrôle mécanique provient de ressorts dont la rigidité peut être ajustée, ainsi que d’une « peau » en silicone qui peut être ajoutée ou retirée. Cette répartition stratégique de la souplesse permet à la main de s’adapter à divers objets sans programmation supplémentaire.
Lors des tests, la main a atteint un taux de réussite de 93 % pour la saisie de 24 objets différents, allant de petits boulons à des bananes, avec des mouvements imitant les schémas de préhension humains à 68 %. Les chercheurs ont validé cette robustesse au moyen de plus de 300 expériences de saisie, comparant la main souple à une version rigide.
L’équipe de l’EPFL poursuit maintenant sur cette lancée en intégrant des éléments de contrôle en boucle fermée, notamment des capteurs de pression dans la peau de silicone et l’intelligence artificielle. « Une meilleure compréhension des avantages des robots souples pourrait grandement améliorer l’intégration des systèmes robotiques dans des environnements très imprévisibles, ou dans des environnements conçus pour les humains », résume Junge.
Cette percée, publiée dans Nature Communications Engineering, démontre comment la souplesse biomimétique peut permettre une manipulation robotique plus intuitive et adaptable sans dépendre d’une programmation complexe — ce qui pourrait transformer la façon dont les robots interagissent avec les environnements humains.