Doter les robots du sens du toucher grâce à la vision
Publié par Michel le 12/06/2006 à 00:00
Source: Scientific American
Illustration: Science
Un des plus grands défis dans l'ingénierie robotique est l'imitation du sens du toucher humain. La capacité de répondre à la texture et à la pression est essentielle pour certaines manipulations sensibles, comme en chirurgie. Dans cette optique (L'optique est la branche de la physique qui traite de la lumière, du rayonnement électromagnétique et de ses relations avec la vision.), des chercheurs ont élaboré un nouveau type de capteur (Un capteur est un dispositif transformant l'état d'une grandeur physique observée en une grandeur utilisable exemple : une tension électrique, une hauteur de mercure, une...) qui possède une acuité tactile comparable à celle du bout des doigts humains, 50 fois plus sensibles que les technologies précédemment développées.


La "visualisation" du sens du toucher (Le toucher, aussi appelé tact ou taction, est l'un des cinq sens de l'homme ou de l'animal, essentiel pour la survie et le développement des êtres vivants, l'exploration, la reconnaissance, la...)

Le dispositif, une couche mince (Une couche mince est une fine pellicule d'un matériau déposée sur un autre matériau, appelé « substrat ». Le but de la couche mince est de donner des propriétés particulières à la surface de la pièce tout en...) électroluminescente, s'illumine en réponse à une pression (La pression est une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée à la surface sur laquelle elle s'applique.) appliquée. Le résultat est une image détaillée de la texture de tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans un espace à trois dimensions, qui a une fonction précise, et qui peut être désigné...) qui touche le film. Les concepteurs, Vivek Maheshwari et Ravi Saraf de l'université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études supérieures). Aux États-Unis, au...) de Lincoln Nébraska, ont démontré cet effet en appuyant une pièce de monnaie contre le dispositif (voir l'image). Comme le capteur produit les données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.) sous forme optique, celles-ci peuvent aisément et rapidement être acquises, en photographiant tout simplement l'image. L'acquisition (En général l'acquisition est l'action qui consiste à obtenir une information ou à acquérir un bien.) rapide des données est un pont (Un pont est une construction qui permet de franchir une dépression ou un obstacle (cours d'eau, voie de communication, vallée, etc.) en passant par-dessus cette séparation. Le franchissement supporte le passage d'hommes et de...) critique pour l'exécution de tâches en temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) réel, par exemple la préhension d'un outil (Un outil est un objet finalisé utilisé par un être vivant dans le but d'augmenter son efficacité naturelle dans l'action. Cette augmentation se traduit...) par un bras robotisé. Si l'outil commence à glisser, l'image produite par le film électroluminescent montre immédiatement le mouvement de l'outil, et l'étreinte du robot (Un robot est un dispositif mécatronique (alliant mécanique, électronique et informatique) accomplissant automatiquement soit des tâches qui sont généralement...) peut alors être ajustée pour l'empêcher de tomber.

Cette nouvelle technologie (Le mot technologie possède deux acceptions de fait :), décrite dans un article de Science, offre également l'avantage de pouvoir être élaborée sous des formes complexes, comme des appendices de robots ou des instruments chirurgicaux. "Il est possible de réaliser un dispositif sur une surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, et est souvent abusivement confondu avec...) très incurvée, comme un cylindre (Un cylindre est une surface dans l'espace définie par une droite (d), appelée génératrice, passant par un point variable décrivant une courbe plane...), ou un endoscope. La plupart des technologies existantes sont trop rigides ; elles ne se plient pas suffisamment", indique Saraf.

La prochaine étape sera d'essayer d'utiliser la sensibilité de cette technologie pour discerner des cellules cancéreuses des cellules normales en chirurgie (La chirurgie est une technique médicale consistant en une intervention physique sur les tissus, notamment par incision et suture. Un médecin spécialisé dans cette discipline est un chirurgien. Un acte médical...). En "touchant" les tissus avec le capteur, le chirurgien devra pouvoir différencier et retirer uniquement les cellules malades, en laissant intacts les tissus sains. Plus tard, il sera également possible d'employer une technologie similaire pour détecter la température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie courante, elle est reliée aux sensations de froid et de chaud,...), ce qui conduira à des améliorations de la résolution des appareils photographiques infrarouges et des scanners à ultrasons.

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