SMART TECH du 8 juin 2021

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Demain, le sens du toucher … robotique

Dans la chronique Et Demain, découvrez une nouvelle loi de la physique.

Elle décrit un nouveau sens, celui du contact par friction. Mais pas chez nous, les humains, ici on parle bien de robots !

Car le toucher en robotique est un sujet épineux. Il est difficile de réaliser une technologie capable de fournir les mêmes informations au robot que le sens du toucher ne le fait pour nous. Alors il a fallu inventer cette notion.

Des chercheurs de l’université de Caroline du Nord se sont attelés à modéliser ce contact avec un objet.

Ils se sont concentrés sur la friction lubrifiée élastohydrodynamique. ou EHD. Autrement dit l’interaction de deux surfaces solides entre lesquelles se trouve un fluide qui lubrifie le contact.

Cette friction est très importante car c’est ce qui nous permet de tenir des objets sans qu’ils nous glissent entre les mains.

Dans la vie de tous les jours il s’agit par exemple du frottement des mains quand on les laves, mais demain ce sera aussi la main d’un robot qui attrape un pot d’huile d’olive ou même un outil chirurgical qui opère à l'intérieur du corps d’un être humain. La problème c’est que tenir compte de l’EHD est extrêmement difficile lors du développement des matériaux qui contrôlent le robot et ses capacités.

Pourtant l'équipe à réussi à le modéliser !

Elle a monté un système d'équation qui a permis d’établir un nouveau principe physique! Il tient compte de toutes les forces mises en jeu lors d’un contact élastohydrodynamique. 

la géométrie, l'élasticité des matériaux et les propriétés des fluides, la forme et la rugosité…

Ces équations permettent de calculer le couplage multiphysique entre la déformation des solides et la dissipation de fluides. Grâce à ces équations l’équipe est parvenue à modéliser tous les types de frottements lubrifiés élasto hydrodynamiques.

Alors on a mesuré la friction lubrifiée sur un doigt robotique bio-inspiré et sur des doigts humains : et les résultats concordent. Ce qui veut dire qu’on a réussi, par des calculs, à recréer le comportement qui correspond à un frottement EHD naturel.

Les applications

Pour saisir un objet par exemple. Il faut sentir si celui ci est mou, reconnaître sa viscosité, sa taille, toutes ces informations nous les comprenons intuitivement, mais pas les robots. Pour donner à ces travaux toutes leurs portées il faut une main robotique bio inspirée assez avancée. 

Il faut que les capteurs enregistrent les informations nécessaires pour que la modélisation soit possible. Ensuite il suffira de laisser tourner les algorithmes pour reproduire le sens du toucher.

Encore une fois le domaine qui en bénéficiera le plus ce sera la téléchirurgie dans lequel les opérations chirurgicales contrôlées à distance pourront être plus précises encore…

Cécilia Severi