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Technologies mardi 10 mai 2011

Au grand raout européen des robots

(Université de Zurich)

(Université de Zurich)

Des ingénieurs de toute l’Europe ont convergé la semaine dernière à Budapest pour présenter leurs créatures. Les hautes écoles suisses y étaient largement représentées

Bienvenue au grand raout européen de la robotique. Budapest accueillait la semaine dernière la Conférence sur les technologies futures et émergentes (FET), durant laquelle ont été présentés des engins robotisés inédits réalisés dans le cadre de projets européens; les scientifiques des hautes écoles suisses y contribuent largement. Rencontres.

ECCE Robot

Evidemment, ECCE Robot n’est pas le premier robot humanoïde. Or lui a cette particularité qu’il n’imite pas seulement la forme d’un torse de corps humain, mais aussi toute son architecture physiologique interne: «A partir d’un squelette en plastique, nous avons reproduit les muscles (avec des petits moteurs, 45 au total, qui tirent des câbles) et les tendons (avec des élastiques)», explique Hugo Gravato Marques, de l’Artificial Intelligence Laboratory de l’Université de Zurich. Et les articulations? «Les os ne sont pas fixés mécaniquement entre eux, mais ils tiennent ensemble uniquement grâce aux tissus qui les entourent. Notre robot peut donc aussi se luxer l’épaule!»

Quel est l’avantage de cette forme de construction? «Notre robot peut interagir avec son environnement de manière beaucoup plus souple que des robots rigides, et sans se casser. Ainsi, s’il frappait un humain, c’est probablement lui qui se casserait, à l’inverse d’un robot totalement rigide.»

Les applications pratiques possibles concernent les prothèses de membres. Mais avant d’en arriver là, les chercheurs l’utilisent pour mieux comprendre la coordination de l’appareil moteur humain: «Lorsque nous levons un bras, le reste du corps change aussi de posture, explique le professeur zurichois Rolf Pfeifer. Les mouvements des membres du robot sont donc aussi liés entre eux. Si les données sensori-motrices sont combinées avec une caméra, des corrélations sont induites qui peuvent être détectées par le robot. Ainsi, celui-ci peut découvrir sa propre dynamique et développer un savoir sur son propre corps.»

Anguille électrosensible

«Ce robot-là, il renifle électromagnétiquement», résume Pascal Fua. Ce professeur du Computer Vision Laboratory de l’EPF de Lausanne collabore au projet Angels, doté de 4 millions d’euros, et qui veut construire un engin doublement particulier. D’abord, il se déplace comme une anguille, «en faisant suivre à son corps une onde sinusoïdale», dit Alexis Girin, de l’Ecole des Mines de Nantes, associé dans cette démarche avec Auke Ijspeert, autre professeur de l’EPFL. Et dans les passages trop étroits, hop, l’anguille robotisée se scinde en plusieurs segments, chacun étant propulsé par des hélices, avant de s’assembler à nouveau. «Cela peut être très utile pour avancer dans un mince tuyau.»

Mais, surtout, le robot est inspiré de poissons bizarres découverts en Afrique et en Amérique du Sud dans les années 1950, qui sont capables de générer un champ électrique et de l’utiliser pour s’autoguider. «Lorsqu’ils s’approchent d’un obstacle, ce champ est modifié. Ce qu’ils détectent. Ils arrivent ainsi à se reconstruire une «image» en 3D de leur environnement, explique Pascal Fua. C’est donc une forme de vision.» Qui permet au robot de, par exemple, trouver un trou dans un mur même si l’eau est très trouble ou sombre. «Et même de reconnaître si un objet est vivant ou inerte, car le champ électrique (issu du robot) que cet objet réfléchit n’est pas le même, les conductivités respectives d’un organisme biologique ou d’une roche n’étant pas les mêmes», ajoute Alexis Girin, qui indique chercher des partenaires industriels pour poursuivre cette aventure technologique.

Poulpe en silicone

Les archéologues sous-marins seront les premiers satisfaits: des ingénieurs de la Scuola Superiore Sant’Anna de Pise, en collaboration avec un groupe de l’Université de Zurich, ont développé un… poulpe robotisé! «Avec son tentacule en silicone, il peut se saisir délicatement d’un objet dans l’eau, en s’enroulant autour de lui, alors qu’un robot doté d’une pince rigide a plus de chance de le briser», justifie le chercheur italien Francesco Giorgio Serchi.

Le bras souple, qui abrite de petits ressorts, est actionnable à l’aide de câbles, attachés à différents endroits répartis sur sa longueur. «L’idée paraît simple, mais la réaliser ne l’était pas du point de vue sensori-moteur. L’avantage est aussi qu’il faut très peu d’informations et peu de précision dans l’action pour se saisir d’un objet», dit le chercheur, qui voit aussi son céphalopode robotisé servir à la manutention des constructions sous-marines, telles les plates-formes de forage. Les scientifiques travaillent maintenant à utiliser les huit tentacules en silicone de l’animal pour le faire se propulser. Comme une vraie pieuvre.

Rats de laboratoire

Chez les humains, le toucher est un sens sous-exploité. Pas chez les rongeurs, qui usent de leurs moustaches pour se faire une idée de leur environnement. Ils les activent sans cesse, allant à la rencontre tactile des objets. Et leur cerveau fait le reste: une reconstitution mentale de l’obstacle. C’est ce que veulent reproduire les chercheurs du projet Biotact, auquel collabore le laboratoire de Wulfram Gerstner à l’EPFL. Leur robot possède une tête équipée d’une gerbe de tiges en plastique souples, qui balaient l’air. Lorsqu’elles touchent un objet, les petits moteurs qui les activent se bloquent, et envoient l’information au «cerveau» du robot. Qui reconstitue spatialement l’objet grâce à ses microprocesseurs. «Nous arrivons bien à discriminer différents types de structures», dit Charles Sullivan, de l’Université de Bristol, qui participe au projet. Quid des applications? «Ce type de robots pourrait être utilisé dans des lieux où la vision est impossible, tels des endroits enfumés lors d’un incendie.»

Savates haptiques

Pour l’heure, ces chaussures n’ont rien d’élégant. Mais on y sent tellement bien: le moelleux de la neige, la dureté du béton, l’instabilité de la boue. Car sous les semelles qui collent à la plante des pieds est installée une batterie de senseurs et de microsystèmes qui reproduisent les sensations de vibrations ou de pressions correspondant à différents types de sols. De même, un système de sons, faisant clinquer chaque pas, peut faire croire que l’on marche sur une passerelle métallique. L’appareillage est autonome, relié à une batterie et un boîtier électronique de 1,5 kg dissimulable dans un sac à dos. L’utilité de ces pantoufles? «Elles pourraient servir dans des jeux vidéo, dit Federico Fontana, chercheur à l’Université d’Udine, communicateur pour ce projet nommé Natural Interactive Walking. Mais aussi aider à la réhabilitation des personnes ayant perdu la sensibilité sous les pieds, ou guider des gens dans des vastes surfaces comme les aéroports.»

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