GelForce: Le sens du toucher simulé par un gel élastique intelligent

Le "GelForce", un gel transparent et déformable qui mesure la distribution des forces qui lui sont appliquées, vient d'être mis au point par des chercheurs de l'Université de Tokyo. Presque tous les capteurs développés jusqu'ici sont capables de mesurer soit la direction et l'amplitude de la force, soit sa distribution. Le GelForce intègre ces deux types de détection simultanément.


Le capteur se compose d'un corps élastique transparent, de deux couches de marqueurs colorés dans le corps et d'une caméra CCD. Quand une force est appliquée sur la surface du corps, la contrainte interne est mesurée optiquement par le mouvement des marqueurs puis les vecteurs de force sont calculés à partir de la contrainte en utilisant la théorie élastique.

L'innovation est la technique utilisée pour déduire la distribution des vecteurs de force du mouvement de deux couches de repères colorés qui permet d'obtenir des vecteurs en trois dimensions à l'aide d'une seule caméra. Cet équipement en deux couches est équivalent à mesurer deux fois le mouvement bidimensionnel des marqueurs. Cela suffit à fournir les mesures nécessaires pour calculer la distribution des vecteurs de forces.


Un des buts du projet est de développer un capteur en forme de doigt et d'en équiper une main robotique qui pourra alors "sentir" et exécuter des manipulations précises comme la main humaine. Pour développer un tel capteur, deux problèmes importants doivent être résolus. Le capteur doit être conçu de petite taille avec une forte densité, comparable à la disposition des mécanorécepteurs de la peau. L'autre point clé est que le capteur de force doit s'adapter à la forme particulière du bout du doigt. Le GelForce par sa structure élastique et la simplicité relative de son réseau de capteurs doit pouvoir répondre à ces questions.

Voir une vidéo (mpg, 7,3 Mo) de démonstration: lien