Une nouvelle "loi de la physique" pour améliorer le sens du toucher chez les robots

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Des chercheurs américains ont décrit une nouvelle "loi de la physique", qui modélise tous les contacts par friction, notamment lorsqu'un bras robotique doit attraper un objet. Leurs recherches pourraient permettre de grandes avancées dans la conception de dispositifs robotiques de précision, comme en téléchirurgie.

Si saisir un objet, s’adapter à sa texture et sa viscosité pour qu'il ne s'échappe pas des mains nous paraît intuitif, les lois qui régissent ce toucher sont, elles, loin de l’être. En particulier, lors de la programmation d’appareils robotiques chargés d’opérations minutieuses, évaluer la friction qui a lieu lorsque ces appareils saisissent des objets reste difficile, d’autant plus en présence d’environnements humides. Des chercheurs de l’université de Caroline du Nord ont réussi à modéliser ce type de contact et à créer une "nouvelle loi de la physique", qui devrait permettre des avancées dans la robotique. Les résultats de leurs recherches ont été publiés dans la revue ce 29 avril 2021.

L’haptique est au toucher ce que l’acoustique est à l’ouïe

A la source de leurs recherches, la friction lubrifiée élastohydrodynamique (EHD), ou le contact par frottement de deux surfaces solides entre lesquelles se trouve une fine couche de fluide qui lubrifie le contact. Cela peut inclure notamment le frottement des mains lors du lavage, où le savon fait office de couche fluide entre les deux mains, mais aussi lorsqu’une main robotique soulève un objet enduit d’huile, ou même un outil chirurgical qui opère à l’intérieur du corps humain.

Cette friction est très importante car c’est ce qui nous permet de tenir des objets sans qu’ils nous glissent entre les mains. "Comprendre la friction est intuitif pour les humains – comme lorsqu’on tient des ustensiles pleins de savon" déclare Hsiao, professeure adjointe de génie chimique et biomoléculaire à la North Carolina State University, ayant participé aux recherches. "Mais tenir compte de l’EHD est extrêmement difficile lors du développement des matériaux qui contrôlent cette capacité de préhension des robots". En effet, modéliser parfaitement le contact par frottement entre deux objets nécessite un couplage multiphysique entre la déformation des solides et la dissipation de fluides.

"Notre travail ouvre des portes pour créer des dispos[...]

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