Un algorithme donne aux robots une prise en main plus rapide

Un nouvel algorithme accélère considérablement le processus de planification requis pour qu'un robot ajuste sa prise sur un objet en poussant cet objet contre une surface fixe. Alors que les algorithmes traditionnels nécessiteraient des dizaines de minutes pour planifier une séquence de mouvements, la nouvelle approche réduit ce processus de préplanification à moins d'une seconde. Ce processus de planification plus rapide permettra aux robots, en particulier dans les environnements industriels, de comprendre rapidement comment pousser, glisser ou utiliser les fonctionnalités de leur environnement pour repositionner les objets à leur portée. Une telle manipulation agile est utile pour toutes les tâches impliquant la sélection et le tri, et même l'utilisation d'outils complexes.

Les algorithmes existants prennent généralement des heures pour planifier une séquence de mouvements pour une pince robotique, principalement parce que pour chaque mouvement qu'il considère, l'algorithme doit d'abord calculer si ce mouvement satisferait un certain nombre de lois physiques telles que les lois du mouvement de Newton et la loi de Coulomb décrivant forces de frottement entre les objets. Un moyen compact de résoudre la physique de ces manipulations avant de décider comment la main du robot doit se déplacer consiste à utiliser des "cônes de mouvement" qui sont essentiellement des cartes de frottement visuelles en forme de cône.

L'intérieur du cône représente tous les mouvements de poussée qui pourraient être appliqués à un objet à un endroit précis, tout en satisfaisant aux lois fondamentales de la physique et en permettant au robot de maintenir l'objet. L'espace à l'extérieur du cône représente toutes les poussées qui, d'une manière ou d'une autre, feraient glisser un objet hors de la portée du robot. L'algorithme calcule un cône de mouvement pour différentes configurations possibles parmi une pince robotique, un objet qu'elle tient et l'environnement contre lequel elle pousse afin de sélectionner et de séquencer différentes poussées possibles pour repositionner l'objet.

Les chercheurs ont testé le nouvel algorithme sur une configuration physique avec une interaction à trois voies dans laquelle une simple pince robotique tenait un bloc en forme de T et poussait contre une barre verticale. Ils ont utilisé plusieurs configurations de départ, le robot saisissant le bloc à une position particulière et le poussant contre la barre sous un certain angle. Pour chaque configuration de départ, l'algorithme a généré instantanément la carte de toutes les forces possibles que le robot pourrait appliquer et la position du bloc qui en résulterait. Les prédictions de l'algorithme correspondaient de manière fiable au résultat physique en laboratoire, planifiant des séquences de mouvements - comme réorienter le bloc contre la barre avant de le poser sur une table en position verticale - en moins d'une seconde, par rapport aux algorithmes traditionnels qui prennent plus de 500 secondes pour planifier.