La main robotisée conçue par l’université de Washington (États-Unis) se sert d’un algorithme d’apprentissage automatique (intelligence artificielle) et de capteurs pour améliorer sa dextérité. © University of Washington

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La main robotisée qui apprend toute seule

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Pour un roboticien, reproduire les mouvements d'une main est un casse-tête. Pour mieux le résoudre, des chercheurs nord-américains ont créé une main robotisée qui sait améliorer sa dextérité sans intervention humaine, grâce à un algorithme d'apprentissage automatique.

En robotique, la main est l'une des parties les plus complexes à maîtriser. Il faut combiner un haut degré de mobilité, une réactivité et une précision susceptibles de s'approcher des performances d'une main humaine. De grands progrès ont été accomplis en ce qui concerne la dextérité, la vitesse (avec notamment une main robotisée imbattable au chifoumi) ou encore la sensibilité au toucher.

De nombreux gestes simples, que nous effectuons quotidiennement avec nos mains, restent de véritables gageures techniques pour les roboticiens. Cependant, rien n'est impossible, comme vient de le démontrer une équipe de l'université de Washington (University of Washington, UW). Ses chercheurs ont conçu une main robotisée à cinq doigts qui fait montre d'une grande adresse. Surtout, grâce à une intelligence artificielle (IA), elle est capable d'améliorer sa dextérité sans intervention humaine.

Pour concevoir cette Adroit Manipulation Platform, les experts de l'UW ont dû relever plusieurs défis. À commencer par la conception d'une main robotisée susceptible d'offrir une flexibilité et une réactivité à même d'imiter une main humaine. Pour cela, les chercheurs sont partis sur la base de la Shadow Dexterous Hand, un modèle de main artificielle fabriquée par l'entreprise britannique The Shadow Robot Company.

La main robotisée dispose de 24 degrés de liberté qui sont actionnés par une quarantaine de tendons dépendant d'un système pneumatique. © University of Washington

Elle fait fonctionner toutes ses articulations en moins de trois secondes

Animée par un système pneumatique qui actionne 40 tendons, elle a une taille et une forme comparables à celles d'une main humaine et en reproduit tous les degrés de liberté. La version conçue par l'équipe de l'UW est extrêmement véloce. Dans cette vidéo de démonstration disponible sur YouTube, il ne lui faut que 2,44 secondes pour faire fonctionner toutes ses articulations les unes après les autres.

Puis, les chercheurs ont développé un algorithme d'apprentissage automatique (machine learning) permettant de modéliser des mouvements de main complexes, impliquant les cinq doigts, et de déterminer la combinaison la plus adaptée en fonction des tâches à accomplir telles que taper sur un clavier ou lâcher un bâton et le rattraper en l'air.

Après avoir été éprouvée sur un ordinateur, cette IA a été associée à la main artificielle pour la faire fonctionner en conditions réelles. Le fonctionnement est le suivant : le système récolte les données émises par 130 capteurs et des caméras de capture de mouvement puis les insère dans l'algorithme d'apprentissage automatique qui va ainsi affiner ses modèles existants. La vidéo montre comment, sans intervention extérieure, la main devient de plus en plus apte à faire tournoyer entre ses doigts un tube de plastique rempli de grains de café.

La prochaine étape va consister à développer une capacité d'apprentissage plus étendue afin que la main robotisée puisse gérer des objets et des scénarios de manipulation dont elle n'a pas une connaissance préalable.

Cette innovation peut potentiellement faire progresser la robotique dans de nombreux domaines tels que l'industrie, la manutention, la chirurgie ou les services à la personne. Le principal obstacle réside dans le coût de fabrication élevé de cette main qui avoisine les 300.000 dollars (plus de 263.000 euros au cours actuel). Pour le moment, l'équipe de l'UW compte se concentrer sur le développement de sa plateforme et n'évoque pas de projet commercial.

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