FORTE: Une Main Robotique de l'Université du Texas Maîtrise la Préhension des Aliments Fragiles

Des chercheurs de l'Université du Texas à Austin ont récemment dévoilé FORTE, un système de préhension robotique dont l'acronyme signifie Fragile Object Grasping with Tactile Sensing. Ce développement vise à combler l'écart entre les manipulations robotiques de grande envergure et les tâches fines exigeant une dextérité comparable à celle de la main humaine, telles que la manipulation de fruits ou d'objets délicats comme des lunettes.

L'innovation repose sur des doigts robotiques souples, dont la conception s'inspire biomimétiquement des rayons de nageoires de poisson, conférant une adaptabilité accrue. Ces doigts sont produits par des techniques d'impression 3D avancées et intègrent des canaux internes remplis d'air qui fonctionnent comme des capteurs tactiles en temps réel. Le système FORTE évalue avec précision la force appliquée et détecte le glissement, reproduisant ainsi les niveaux de pression dits « Goldilocks » utilisés naturellement par les humains.

Lorsqu'une saisie est initiée, les canaux d'air internes se modifient, provoquant des variations de pression captées par des capteurs standards. Cette rétroaction immédiate permet au robot d'ajuster dynamiquement sa force de serrage, une capacité essentielle pour éviter d'écraser ou de laisser tomber des articles sensibles. Siqi Shang, auteur principal de l'article publié dans IEEE Robotics and Automation Letters, a souligné que les capteurs opèrent sur des échelles de temps proches de celles des capteurs de la main humaine.

Les essais rigoureux ont démontré la performance du système FORTE sur un panel de 31 objets variés, incluant des framboises et des chips de pomme de terre. Le système a réussi à saisir ces objets fragiles dans plus de 91 % des tentatives. De plus, il a identifié les glissements avec une précision de 93 % à 100 %, sans enregistrer d'événement de glissement faux, y compris sur des articles glissants comme des boules de billard.

Ce progrès technologique ouvre des perspectives significatives pour l'automatisation dans l'industrie agroalimentaire, où il pourrait réduire le gaspillage en manipulant des produits plus fragiles que ceux gérés par les préhenseurs souples existants. Le domaine de la santé pourrait également bénéficier de cette dextérité pour la manipulation d'échantillons biologiques ou d'instruments chirurgicaux. La recherche, soutenue notamment par la National Science Foundation et le programme DARPA TIAMAT, s'inscrit dans la tendance de la robotique souple, qui privilégie l'adaptation à la forme de l'objet par rapport aux préhenseurs rigides.

Les prochaines étapes pour l'équipe de l'Université du Texas consisteront à améliorer la robustesse des capteurs face aux variations de température et à perfectionner la capacité à intercepter des objets en cours de glissement. Cette capacité à saisir des objets délicats sans les endommager marque une étape vers des systèmes robotiques plus polyvalents et intégrés dans des environnements non structurés.