Robot autonome trouve et ouvre les portes tout en se rechargeant

Une équipe d’étudiants en ingénierie de l’Université de Cincinnati est en train de développer un robot autonome capable d’ouvrir ses propres portes et de trouver la prise électrique murale la plus proche, ce qui lui permet de se recharger sans assistance humaine.

La nouvelle étude a été publiée dans le journal IEEE Access.

Les portes – Le kryptonite d’un robot

L’un des plus grands obstacles pour les robots est les portes.

Ou Ma est un professeur d’ingénierie aérospatiale à l’Université de Cincinnati.

« Les robots peuvent faire beaucoup de choses, mais si vous voulez qu’un robot ouvre une porte tout seul et passe à travers, c’est un défi énorme », a déclaré Ma.

L’équipe a pu surmonter ce problème dans des simulations numériques tridimensionnelles, et c’est un grand pas en avant pour les robots d’aide. Ces robots peuvent inclure ceux qui nettoient et désinfectent les bâtiments de bureaux, les aéroports et les hôpitaux. Ils constituent une grande partie de l’industrie de la robotique de 27 milliards de dollars.

Yufeng Sun est l’auteur principal de l’étude et un étudiant doctorant de la Faculté d’ingénierie et de sciences appliquées de l’UC.

Selon Sun, certains chercheurs ont contourné ce problème en scannant une pièce entière pour créer un modèle numérique 3D, ce qui permet à un robot de localiser une porte. Cependant, c’est une solution qui prend du temps et qui n’est applicable qu’à la pièce scannée.

Il y a de nombreux défis à relever pour développer un robot autonome capable d’ouvrir une porte tout seul. Tout d’abord, les portes sont de différentes couleurs et tailles, et elles ont des poignées qui peuvent être plus basses ou plus hautes. Les robots doivent également savoir quelle force utiliser pour ouvrir les portes et surmonter la résistance. Puisque de nombreuses portes publiques sont auto-fermantes, un robot peut perdre sa prise et être obligé de recommencer.

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En utilisant l’apprentissage automatique

Grâce à l’utilisation de l’apprentissage automatique, les étudiants de l’UC ont permis au robot de « s’enseigner » à ouvrir une porte par essais et erreurs. Cela signifie que le robot corrige ses erreurs à mesure qu’il avance, et les simulations l’aident à se préparer à la tâche réelle.

« Le robot a besoin de suffisamment de données ou d’« expériences » pour l’aider à s’entraîner », a déclaré Sun. « C’est un grand défi pour d’autres applications robotiques utilisant des approches basées sur l’IA pour accomplir des tâches du monde réel. »

Sun et l’étudiant en master de l’UC Sam King sont maintenant en train de convertir l’étude de simulation réussie en un robot réel.

« Le défi est de transférer cette politique de contrôle apprise de la simulation à la réalité, souvent appelé un problème « Sim2Real » », a déclaré Sun.

Un autre défi est que les simulations numériques sont généralement seulement 60 % à 70 % réussies dans les applications du monde réel initial, donc Sun prévoit de passer au moins un an à perfectionner le nouveau système de robotique autonome.