Des capteurs musculaires pour mieux diriger les robots

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Une équipe du Georgia Institute of Technology a mis au point un système de contrôle qui vise à améliorer et sécuriser les interactions entre l’Homme et les robots-outils utilisés dans les usines. Des capteurs placés sur l’avant-bras de l’opérateur envoient des informations au robot qui lui permettent d’anticiper le mouvement humain et de corriger son propre mouvement. Une innovation qui pourrait améliorer les interfaces Homme-robot notamment dans les domaines de l’automobile, de l’aérospatial ou militaire.

Le 21/01/2014 à 08:34 - Par Marc Zaffagni, Futura-Sciences

Des chercheurs du Georgia Institute of Technology ont trouvé un moyen d’améliorer l’interface entre l’Homme et les robots en mesurant l’activité musculaire grâce à des capteurs placés sur l’avant-bras. Les contractions des muscles sont envoyées à un ordinateur qui va les interpréter afin de permettre au robot de s’adapter aux commandes que l’opérateur lui demande d’effectuer. © Georgia Institute of Technology

La collaboration entre les Hommes et des robots-outils est une réalité dans bon nombre d’industries, notamment celle de l’automobile. Parfois, le technicien et le robottravaillent ensemble, par exemple lorsqu’il s’agit d’assembler des éléments de carrosserie lourds ou volumineux. L’interface Homme-machine s’opère par l’intermédiaire de commandes physiques (souvent des leviers) grâce auxquelles le robot répercute et amplifie les gestes.

Mais il existe des situations où la force du robot et celle de l’opérateur humain peuvent entrer en conflit. C’est le cas par exemple quand la personne manœuvre une pièce et souhaite que le robot s’arrête. La force qui est alors exercée sur le levier pour interrompre le mouvement est difficile à interpréter pour le robot, qui ne sait pas s’il s’agit d’une commande à reproduire. Résultat, cela provoque des vibrations qui rendent le contrôle beaucoup plus délicat.

Billy Gallagher du Georgia Institute of Technology explique comment l’utilisation de capteurs musculaires placés sur l’avant-bras d’une personne sert à améliorer l’interface Homme-robot. Les informations sont traitées par un ordinateur qui détermine le type de mouvement que réalise l’opérateur humain et adapte celui du robot en conséquence. Une meilleure harmonie censée assurer un fonctionnement plus efficace et sûr. Pour obtenir une traduction en français, cliquez sur « YouTube » de manière à ouvrir la vidéo dans une nouvelle fenêtre du navigateur. Cliquez ensuite sur le rectangle blanc avec deux traits horizontaux en bas à droite de l'image, puis activez les sous-titres. Cliquez ensuite sur « Anglais », puis sur « Traduire les sous-titres », ce qui fait apparaître le menu du choix de la langue. Choisissez « Français » puis « OK ». © Georgia Institute of Technology, YouTube

Mesurer l’activité musculaire pour aider le robot

« La rigidité musculaire d'une personne n'est jamais constante, et un robot ne sait pas toujours comment réagir correctement », explique Billy Gallagher, fraîchement diplômé d’un doctorat en robotique du Georgia Institute of Technology basé à Atlanta, aux États-Unis. Il a mis au point une technologie qui améliore l’interface Homme-machine en aidant le robot à mieux comprendre les mouvements de la personne qui le pilote. Le système élimine les vibrations parasites en se servant de capteurs placés sur l’avant-bras de l’opérateur. Ces derniers envoient des informations sur les mouvements des muscles à unordinateur, qui indiquent au robot le niveau de contraction afin de lui permettre de s’adapter en conséquence pour se déplacer de façon plus stable et sûre.

« Nous donnons au robot des informations sur la personne qui l’utilise afin de le rendre plus intelligent et plus maniable », poursuit le chercheur de Georgia Tech. Lorsque la personne immobilise le levier de commande, l’algorithme qui gère les capteurs musculaires détecte la contraction et provoque un effet d’amortisseur en ralentissant le mouvement. Quand la personne relâche ses muscles et actionne le levier, le robot comprend qu’elle souhaite faire un mouvement et libère le mécanisme afin d’accompagner le geste.

Cette innovation entend bénéficier aux secteurs qui utilisent des interfaces Homme-robotpour la fabrication ou l’élaboration de processus, notamment dans les domaines de l’automobile, de l’aérospatiale ou militaire. Cependant, il n’y a pas encore d’application concrète prévue à brève échéance. Les chercheurs veulent continuer à perfectionner ce système adaptatif et leur compréhension des mécanismes neuromoteur dans l’interaction Homme-machine. Ils se sont vu allouer une bourse de 1,2 million de dollars par la National Science Foundation américaine.