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Handle, une collaboration européenne menée de « main de maître »

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Handle, une collaboration européenne menée de « main de maître »

Vers l’autonomie et la dextérité en manipulation robotique

 

Faire tourner les faces d’un Rubik’s cube. Saisir des formes en plastique et les insérer dans les trous correspondants. Prendre une tasse par son anse puis la porter à la bouche. Utiliser une télécommande, appuyer sur le bouchon d’un flacon-diffuseur. Visser un bouchon. Tenir un stylo, un marteau, une cuillère. Utiliser des ciseaux ou un cutter. Déplacer des pions sur un échiquier. Tous ces gestes que nous effectuons machinalement, s’effectuent grâce à un seul membre, la main. Et tant qu’elle fonctionne normalement, nous n’y prêtons guère attention. Mais que faire lorsque le mécanisme s’enraye, ou lorsque l’on se trouve dans des situations à risque et/ou délicates ?

 

À travers des recherches multidisciplinaires en sciences cognitives, robotique, perception multimodale et apprentissage, le projet HANDLE a, pendant quatre ans, cherché à comprendre comment l’être humain manipule les objets afin de reproduire des mouvements similaires à l’aide d’une main artificielle anthropomorphe.

Professeur à l'Institut des systèmes intelligents et de robotique (ISIR-UPMC/CNRS) et coordinatrice du projet HANDLE, Véronique Perdereau a reçu le prix des étoiles de l’Europe lors de la cérémonie de lancement du programme européen Horizon 2020, le lundi 16 décembre 2013.

  

Habile comme les cinq doigts de la main

La main est, par l’étendue de ses facultés, l’un des membres les plus sollicités du corps et, par sa complexité, l'un des plus remarquables et intrigants. Le cerveau pense et donne des ordres que la main exécute presque sans ciller. Véritable bijou anatomique, elle a longtemps été impossible à reproduire en laboratoire en raison de sa mécanique sophistiquée, et de sa sensibilité intrinsèque.

 

Une équipe européenne menée par Véronique Perdereau, professeur à l'Institut des Systèmes Intelligents et de Robotique (ISIR-UPMC/CNRS), est parvenue à mettre au point une main robotique à la dextérité élevée dotée d’une intelligence artificielle nécessaire à l’identification d’une stratégie de manipulation adaptée aux objets et à leur utilisation.

 

Le pari n’était pas gagné d’avance. En effet, les robots actuels sont incapables de réaliser des manipulations fines, surtout lorsque l’opération requiert des mouvements dans la main. Ils sont loin de pouvoir comprendre leur environnement, intégrer des consignes, améliorer leurs performances et interagir avec l’extérieur.

 

Une étude préalable a été nécessaire pour formaliser les mécanismes sous-jacents à la préhension (attraper un objet dans ses mains) et à la dextérité manuelle (faire bouger l’objet dans la main avec les doigts). Dans un premier temps, le robot a acquis son intelligence de l’humain, puis de son « propre vécu ».

 

Ceci n’est pas une prothèse, ni un exosquelette mais bien un robot autonome…

Grâce aux multiples capteurs qu’elle contient, la main robotique reproduit le geste humain mais l’adapte aussi en fonction des objets à saisir et à manipuler, et à l’usage qu’elle doit en faire. En quelque sorte, elle est capable d'observer, de penser et de se comporter comme un être humain. Le robot muni de caméras étudie l'environnement dans lequel se situe l'objet avant de planifier ses mouvements. Dans sa base de données, il trouve les actions adéquates qui lui permettent d'accomplir sa tâche tout en évitant d’éventuels obstacles. Si ce n’est pas le cas, il enrichit sa base de données par sa propre expérience en essayant des actions diverses sur un objet qui lui est inconnu.

 

La main robotique peut par exemple, faire tourner la cannette de soda qu'elle vient de saisir, d'abord avec deux doigts, puis avec trois doigts de manière à pouvoir verser son contenu dans un verre. Le contrôle de la pression des doigts est particulièrement important lorsqu'il s'agit d’objets délicats ou très fragiles comme des ampoules.

 

Dans les lignes de la main, quel avenir et quelles applications ?

Les chercheurs se plaisent à imaginer des robots qui pourraient évoluer de manière tout-à-fait autonomes, pour suppléer l’intervention de l’homme dans des milieux hostiles (zones radioactives) ou difficilement accessibles (l’espace). Cette main « intelligente » peut également venir en aide aux personnes âgées et/ou handicapées et assister les malades dans l’accomplissement de gestes trop douloureux.

 

Une chose est sûre, le projet HANDLE s’il s’est terminé fin 2013, ne s’arrêtera pas en si bon chemin. La relève est déjà assurée avec des projets ambitieux à venir pour un but commun : rendre notre travail et notre vie plus sûrs et plus agréables.

 

Voir la vidéo "Handle, une collaboration européenne menée de « main de maître »"Nouvelle fenêtre

 

Pour en savoir plus :

Institut des Systèmes Intelligents et de Robotique (ISIR, CNRS/UPMC)Nouvelle fenêtre

 

Le site du projet HANDLENouvelle fenêtre

Débuté en février 2009 pour une durée de quatre ans, le projet HANDLE a été financé à hauteur à 6,3M€ par l'Europe, avec comme pays partenaires le Royaume-Uni, l’Espagne, le Portugal, l’Allemagne et la Suède.

 

À voir : Un coup de main robotiqueNouvelle fenêtre

 

Les étoiles de l’Europe

Les Étoiles de l’Europe récompensent des coordinateurs et coordinatrices de projets européens de recherche et d’innovation portés par une structure française. Elles honorent des hommes et des femmes qui ont fait le choix de l’Europe, montré la capacité des équipes françaises à s’affirmer en leader de réseaux d’envergure et contribué à renforcer l’influence de la France en Europe et sur la scène internationale. Les 12 Étoiles de l’Europe de cette première édition 2013 ont été sélectionnées par un jury de haut niveau qui a porté son attention sur la qualité de la production scientifique, la création de valeur, la coordination et la dimension sociétale des projets, mais aussi la pluridisciplinarité et l’interdisciplinarité, la présence des femmes dans les équipes, la contribution à la formation des jeunes et à la création d’emploi, et l’ouverture à l’international. Issues de structures diverses, universités, organismes, mais aussi écoles, acteurs privés et régions, ces Étoiles sont un encouragement adressé à l’ensemble des acteurs, académiques ou privés, à participer au nouveau programme européen de recherche et d’innovation, Horizon 2020.

 

Contact :

Véronique Perdereau l veronique.perdereau@upmc.fr l 01 44 27 62 11



24/03/14