Des robots mous au toucher plus aiguisé

La robotique molle intéresse beaucoup les domaines de la recherche scientifique et la médecine, car ses avatars peuvent s’aventurer dans les milieux les plus fragiles comme les récifs coralliens ou encore le corps humain. De plus les structures fabriquées à partir de polymères flexibles et légers peuvent reproduire à la perfection les formes, les déplacements et les mouvements des créatures vivantes.

Un autre défi biomimétique de la robotique molle a été relevé par des chercheurs du Bristol Robotics Laboratory et du Department of Mechanical Engineering de l’Université de Bristol. Ils ont créé un système nommé Skinflow qui pourrait, entre autres, doter les robots mous d’une sensibilité tactile étendue. Si les champs d’application de cette technologie s’avèrent innombrables, c’est en particulier parce qu’elle peut être utilisée où les objets électroniques sont bannis pour éviter les interférences électromagnétiques, par exemple dans les scanners d’imagerie par résonance magnétique (IRM) ou dans les centrales nucléaires.

Certes il existe des prothèses et des robots munis de capteurs qui sentent la température, les formes et les textures. Le composant est souvent installé dans des zones bien déterminées comme les bouts des doigts afin d’accomplir les fonctions de cette partie de la main. Dans ce cas de figure, les facultés tactiles de ces robots sont spatialement limitées contrairement aux humains qui peuvent sentir les choses sur toute la surface de la peau. Dans leur étude, les chercheurs ont présenté trois déclinaisons de Skinflow, parmi lesquelles, l’une permettrait de concevoir des robots mous ayant une peau sensible à la pression, à la flexion et à la vibration sur toute sa surface.

Fonctionnement du Skinflow

Le système est composé d’un capteur optique orienté vers des petits tubes capillaires en silicone souple remplis de liquide coloré. Lorsqu’un utilisateur touche un tube, le volume de celui-ci change, engendrant le déplacement du liquide. C’est à ce moment qu’intervient le détecteur optique : une caméra CCD (dispositif à transfert de charge) capte le mouvement du liquide et envoie les informations à des algorithmes de traitement d’images afin d’analyser ce changement. Ces derniers calculent l’emplacement et l’intensité de l’interaction de l’utilisateur avec le tube.

L’équipe a utilisé ce principe pour proposer les trois dispositifs suivants :

1. Une interface composée de quatre boutons souples sensibles à la pression.
2. Un pavé tactile tridimensionnel, constitué de deux couches de capteurs orthogonaux. Chaque couche est composée de huit tubes de liquide coloré. Le capteur est capable de fait de mesurer la position et l’intensité du toucher sur toute la surface du pavé.
3. Un dispositif composé d’une caméra intelligente et d’un microcontrôleur. Les tubes, lorsque pliés sont utilisés pour ajuster la luminosité de trois voyants DEL en temps réel.

Les chercheurs sont actuellement en train de tester Skinflow et de l’étudier pour créer de nouveaux dispositifs portables interactifs.

L’étude s’intitule « Skinflow: A soft robotic skin based on fluidic transmission ». Elle est publiée sur IEEE Xplore et a été présentée à la 2nd IEEE International Conference on Soft Robotics (RoboSoft) (2019). Elle est coécrite par Gabor Soter, Martin Garrad, Andrew T. Conn, Helmut Hauser et Jonathan Rossiter.