Un robot autonome ouvre des portes

Les robots peuvent faire beaucoup de choses mais ils ne peuvent pas ouvrir une porte et passer par la porte. Les chercheurs ont résolu ce problème dans des simulations numériques tridimensionnelles et construisent un robot autonome capable de faire exactement cela. Cette simple avancée en matière d'indépendance représente un énorme bond en avant pour les robots d'assistance qui aspirent et désinfectent les immeubles de bureaux, les aéroports et les hôpitaux.

Auparavant, les chercheurs ont résolu le problème en scannant une pièce entière pour créer un modèle numérique 3D afin que le robot puisse localiser une porte. Mais c'est une solution personnalisée qui prend du temps et qui ne fonctionne que pour la pièce particulière qui est scannée. Développer un robot autonome pour s'ouvrir une porte pose plusieurs défis.

Les portes sont disponibles en différentes couleurs et tailles avec différentes poignées qui peuvent être légèrement plus hautes ou plus basses. Les robots doivent savoir quelle force utiliser pour ouvrir les portes afin de vaincre la résistance. La plupart des portes publiques se ferment automatiquement, ce qui signifie que si le robot perd son emprise, il doit recommencer. Lorsqu'une porte s'ouvre loin du robot, il peut simplement tourner la poignée de la porte et pousser vers l'avant pour entrer dans une pièce. Mais lorsqu'une porte s'ouvre vers le robot, la tâche devient beaucoup plus difficile, surtout si la porte a une résistance intégrée dans le but de se fermer d'elle-même.

Certains ingénieurs ont monté un bras avec plusieurs articulations sur des robots pour saisir un bouton ou une poignée de porte, mais ceux-ci peuvent être extrêmement coûteux. Un seul bras de robot avec six articulations, ou degrés de liberté, qui reproduit l'amplitude complète des mouvements d'un bras humain peut coûter des dizaines de milliers de dollars.

Le problème a été résolu en concevant un appendice sur un simple élévateur motorisé que le robot peut monter et descendre pour atteindre une poignée de porte. Un petit bras à la base maintient la porte ouverte tandis que le robot pivote autour d'elle et poursuit ses tâches dans la pièce voisine. Puisque l'équipe utilise l'apprentissage automatique, le robot doit "apprendre" lui-même comment ouvrir une porte, essentiellement par essais et erreurs. Cela peut prendre du temps au départ mais le robot corrige ses erreurs au fur et à mesure. Les simulations aident le robot à se préparer à la tâche réelle.

Les robots de service sont devenus plus utiles, en particulier pendant la pandémie de COVID-19 lorsque des tâches fastidieuses telles que la désinfection des pièces avec des brouillards ou des rayons ultraviolets ont pu être automatisées. De même, un robot pouvant se recharger à l'aide de la prise électrique murale la plus proche serait extrêmement utile. La solution actuelle consiste à installer une station d'accueil. Lorsque le robot est à court d'énergie, il retourne à sa station d'accueil. Cependant, il perd du temps à retourner au quai et il ne peut pas y avoir de quai dans chaque pièce.

Le nouveau robot sera capable d'identifier une prise murale et d'insérer la fiche sans aide humaine, ce qui est une combinaison de défis. Une prise électrique est très petite, le robot doit donc d'abord l'identifier. Les humains ont la dextérité nécessaire pour trouver la prise et la brancher rapidement. Mais demander à un robot de le faire n'est pas aussi simple; si le robot ne s'aligne pas parfaitement, il échouera. L'algorithme des chercheurs, cependant, donne au robot plus de flexibilité pour "sentir" la prise lorsqu'elle se rapproche.