Biotac, le capteur de toucher plus précis que l’humain !

Par Jean-Noël Guedegbe, étudiant Supinfo.

Main Robotique équipée des capteurs Biotac par la Viterbi School of EngineeringDepuis les débuts de la robotique l’un des défis centraux est de repousser les limites de la perception des robots. Et évidement cela passe par des capteurs de plus en plus précis. Il y a eu les caméras, les micros, qui reflètent les sens primordiaux mais le toucher représentait un problème insoluble. C’est aujourd’hui un problème résolu grâce au travail des étudiants de la Viterbi School of Engineering, partie de l’University of Southern California en coopération avec SynTouch LLC.

Biotac représente ce qui se fait de mieux : de la taille d’un doigt humain, il peut détecter une pression très faible, en déduire la forme, la température et même la texture de l’objet.

Comment ça marche ? C’est en fait très astucieux et reprend point par point le mécanisme présent sur notre peau.

Le capteur robotique Biotac avec une couche de silicone transparente

Initialement c’est une coque bardée de capteurs de pression recouverte d’une « peau » de silicone très fine. Jusqu’ici rien d’incroyable par rapport aux anciens capteurs. Mais là où est l’astuce, c’est de placer un fluide entre la coque et la couche de silicone souple. Cela va permettre de connaître de manière précise la force globale appliquée et la forme de la surface de contact grâce au fluide qui se déplacera sous la pression et activera les capteurs de pression.

Les microsillons agissent comme les empreintes permettants de reconnaitre les textures.

Deuxième innovation clé : ajouter des empreintes digitales sur la peau. Et oui, car c’est grâce aux microsillons présent sur la peau que nous pouvous reconnaître la texture d’un objet : lorsque que l’on va faire glisser notre peau à la surface de l’objet, les empreintes digitales vont vibrer, et ce sont ces vibrations que l’on va traiter grâce à un hydrophone pour determiner une texture.

Il suffit donc de quelques passes pour obtenir une concordance de 95 % avec un matériau. Peu ou pas de vibrations ? L’objet est lisse. Beaucoup de vibrations ? Cela doit signifier beaucoup de minuscules chocs au niveaux des microsillons, et donc une texture irrégulière, voire rappeuse. Grâce à des modèles de bases, chaque nouvelle texture est cataloguée selon sa ressemblance avec les textures déjà repertoriées, déjà au nombre d’une centaine soit plus que ce que l’homme peut différencier.

Si plusieurs capteurs sont utilisés de concerts comme dans la main humaine, on peut également connaître la forme de l’objet, tout comme le fait l’être humain : il tatonne jusqu’à créer une carte des courbes et des angles de l’objet.

Pour déterminer la température de l’objet on utilise la différence de température entre l’électronique embarquée et celle de la couche de silicone.

Schéma du capteur Biotac

Schéma du capteur Biotac

Si le matériel promet de nombreux usages, notamment en tant que protèses, l’abondance de données nécessite des solutions logicielles qui ne sont pas encore au niveau, et des recherches doivent encore être faites sur la manière de transmettre ces informations au porteur de la protèse.

C’est en tout cas une avancée impressionnante, qui ouvrira la voie à de nouvelles inventions.