Les ingénieurs conçoivent une main humanoïde pour saisir des objets fragiles

Une équipe d’ingénieurs de l’Université d’État du Michigan a conçu et développé une main humanoïde qui est beaucoup meilleure pour effectuer des tâches délicates par rapport à celles traditionnellement utilisées. La nouvelle main robotique peut manipuler des objets qui sont fragiles, légers et de forme irrégulière.

Les robots dans le cadre industriel

Le cadre industriel est l’un des domaines les plus touchés par les développements en robotique, car la technologie est souvent utilisée pour la saisie et le contrôle répétitifs d’objets.

La zone du robot où se trouverait une main humaine est appelée effecteur final ou pinces, et c’est sur cela que portait la nouvelle recherche, qui a été publiée dans Soft Robotics et s’intitule “Mains humanoïdes souples avec une grande force de préhension permettant des actionneurs pneumatiques hybrides flexibles.”

Changyong Cao était l’auteur principal et est le directeur du Laboratoire pour les machines et l’électronique souples à MSU. Cao est également professeur adjoint en emballage, en génie mécanique et en génie électrique et informatique.

“La conception de la main humanoïde est une pince souple-dure flexible. Elle peut générer une force de préhension plus grande qu’une main souple traditionnelle pure, et être simultanément plus stable pour une manipulation précise que d’autres homologues utilisés pour des objets plus lourds,” a déclaré Cao.

Pinces à main souple

Les pinces à main souple sont normalement utilisées lorsque l’objet est fragile, léger et de forme irrégulière. Cependant, elles ont de nombreux inconvénients, notamment des surfaces tranchantes, une stabilité de préhension médiocre lorsqu’il s’agit de charges déséquilibrées, et une force de préhension plus faible pour les charges lourdes.

Cao et son équipe se sont tournés vers les interactions homme-environnement, y compris la cueillette de fruits et les soins médicaux sensibles, lors de la conception de la nouvelle main humanoïde. Ils ont déterminé que la plupart des systèmes de préhension ne sont pas efficaces dans les domaines où ils sont les plus nécessaires, tels que les tâches qui nécessitent une interaction ferme avec des objets fragiles.

Selon l’équipe, le prototype a démontré une pince réactive, rapide et légère qui pouvait effectuer diverses tâches.

Les différents doigts de la main humanoïde souple sont faits d’un actionneur pneumatique hybride flexible, également appelé FHPA, et leur flexion est contrôlée par de l’air sous pression. Ce processus permet à chaque doigt d’être contrôlé indépendamment les uns des autres.

“Les pinces rigides traditionnelles pour les applications industrielles sont généralement constituées de structures rigides simples mais fiables qui aident à générer de grandes forces, une grande précision et une grande reproductibilité,” a déclaré Cao. “La main humanoïde souple proposée a démontré une excellente adaptabilité et compatibilité pour saisir des objets de forme complexe et fragiles tout en maintenant un niveau élevé de rigidité pour exercer des forces de serrage fortes pour soulever des charges lourdes.”

Le FHPA

Le FHPA se compose de composants durs et souples.

“Ils combinent les avantages de la déformabilité, de l’adaptabilité et de la conformité des pinces souples tout en maintenant la grande force de sortie issue de la rigidité de l’actionneur,” a déclaré Cao.

Selon Cao, la main humanoïde nouvellement développée pourrait être utilisée pour des tâches telles que la cueillette de fruits, l’emballage automatisé, les soins médicaux et la robotique chirurgicale.

L’équipe va maintenant essayer de combiner le travail avec les développements précédents de Cao, qui incluent des pinces « intelligentes ». Ils veulent également intégrer des capteurs imprimés dans le matériau de préhension et combiner la pince hybride avec des modèles de « bras souples », ce qui conduirait à une représentation plus précise des actions humaines parmi les robots.