Des robots capables de planifier rapidement leurs mouvements pourraient accélérer l’automatisation d’une l’usine et contribuer à assurer la sécurité des personnes fragiles.
Placer votre main devant un bras de robot industriel n’est généralement pas une bonne idée. Ces machines peuvent se déplacer rapidement et précisément, mais elles sont si aveugles et stupides qu’elles cassent volontiers un membre sans même un » oh pardon « .
Il a donc fallu un peu de courage pour essayer ce tour avec un bras de robot testé chez Realtime Robotics, une startup située dans le quartier Seaport de Boston. En plaçant la main pour intercepter son mouvement alors qu’il prenait un gadget d’une table et se déplaçait pour le mettre dans une boîte, heureusement, le robot s’est arrêté, s’est déplacé habilement autour du bras tendu, puis a soigneusement déposé l’objet dans sa boîte. Pas de membres cassés aujourd’hui.
Ce type d’adaptabilité gracieuse pourrait s’avérer incroyablement utile pour l’industrie de la robotique. Certains robots peuvent travailler aux côtés des gens, mais ils ont tendance à être de faible puissance, imprécis et d’usage limité. Les machines industrielles les plus performantes et les plus puissantes doivent encore travailler dans des environnements très précisément contrôlés, loin des humains mous et cassants.
« Même si vous n’avez pas peur d’avoir des humains à côté du robot, vous voudrez peut-être modifier votre cellule sans avoir à engager un technicien « , explique Sean Murray, ingénieur en robotique et cofondateur de Realtime Robotics, qui m’a fait visiter les lieux.
Le problème du mouvement
Un certain nombre d’entreprises essaient de trouver des moyens de contourner ce problème. Certains testent des capteurs qui arrêteront un robot puissant sur ses traces s’il repère un obstacle. Realtime Robotics essaie d’aller plus loin, en donnant aux robots le type d’intelligence de bas niveau nécessaire pour se déplacer dans le monde réel. C’est la conscience physique que les humains et les animaux tiennent pour acquise lorsqu’ils bougent un bras ou une jambe.
Dans plusieurs salles de Realtime, des bras robotiques industriels testent les capacités d’une nouvelle puce que la société a développée pour rendre cela possible. Connectée à des capteurs 3D, cette puce permet aux machines d’envisager rapidement une série d’actions différentes, « imaginant » efficacement le résultat, avant de choisir celle qui convient le mieux à la tâche à accomplir. Dans une pièce, deux robots ont exécuté des prouesses de travail d’équipe, glisser l’un autour de l’autre et, à l’occasion, remettre des objets.
« Le défi fondamental, c’est que les robots sont si stupides « , explique George Konidaris, fondateur et chef robotique chez Realtime ainsi que professeur adjoint à l’Université Brown de Providence, Rhode Island. « Nous avons cette compétence motrice de base et pas les robots. »
Pour un robot, la planification des mouvements est d’une difficulté trompeuse, en partie parce que chaque articulation ajoute une dimension supplémentaire aux calculs qui doivent être effectués.
Faire un mouvement
La puce de l’entreprise surcharge les calculs mathématiques derrière un algorithme relativement simple de planification de mouvement développé par George Konidaris et d’autres alors qu’il était à l’Université Duke. En exécutant les calculs en parallèle, la puce dédiée peut les exécuter plus de 10 000 fois plus rapidement qu’une puce informatique ordinaire, tout en consommant moins d’énergie.
« L’approche est très intelligente « , explique Tomás Lozano-Pérez, professeur au MIT, qui a conseillé George Konidaris lorsqu’il était étudiant diplômé.
Cela s’inscrit dans une tendance plus large. Les progrès dans les logiciels et le matériel commencent graduellement à augmenter le QI des robots, ouvrant peut-être la voie à des robots industriels plus performants qui peuvent être utilisés de nouvelles façons puissantes.
Des robots plus intelligents pourraient prendre place sur une chaîne de production à côté d’une personne, par exemple, pour trouver comment saisir des objets, peu importe comment ils sont disposés, et sans blesser accidentellement quiconque. Cela pourrait accélérer la diffusion de l’automatisation dans de nombreuses industries.
Tomas Lozano-Pérez ajoute qu’une meilleure planification des mouvements sera d’une importance fondamentale pour l’avenir de la robotique. « Tout robot qui va se déplacer délibérément pour atteindre ses objectifs a intérêt à réfléchir à la façon dont il doit se déplacer « , dit-il. « Le défi est que la planification du mouvement est lente quand l’environnement est encombré, et surtout quand le robot a plusieurs degrés de liberté. »
Il y a une autre application potentielle importante de la technologie : les véhicules autonomes. Tout comme un robot doit planifier ses mouvements pour éviter de heurter des objets, une voiture autopropulsée doit rapidement décider de la route la plus sûre pour contourner les obstacles. Realtime développe déjà une version de la puce dans cette optique. George Konidaris dit qu’il devrait permettre aux véhicules autonomes de s’adapter rapidement aux complications de la route, ce qui les rendrait peut-être plus sûrs.
Le premier test sera de savoir si les fabricants de bras robotisés décident d’utiliser la technologie Realtime. Déjà plusieurs sont en train de le tester. « Le succès final dépendra de la façon dont il sera intégré « , souligne Tomas Lozano-Pérez du MIT. « Mais il me semble que cela ouvre de nouvelles possibilités pour la conception de systèmes robotisés.
