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Un bras robotique laisse entrevoir une révolution dans l'apprentissage des robots

Au-delà de leur utilisation traditionnelle dans l'industrie, les robots sont de plus en plus prisés pour leur formidable potentiel pour la société. Une initiative de l'UE a étudié l'apprentissage développemental en temps réel d'un robot humanoïde pour des tâches quotidiennes de manipulation.
Un bras robotique laisse entrevoir une révolution dans l'apprentissage des robots
Le projet DECORO (Developmental context-driven robot learning), financé par l'UE, s'est intéressé à l'apprentissage développemental par le contexte des robots, une étape cruciale pour exploiter tout le potentiel des robots afin qu'ils améliorent nos conditions de vie.

DECORO a entrepris de mieux comprendre les relations entre «l'état» utilisé dans un algorithme d'apprentissage, la manière d'agir du robot et le contexte sensoriel de ce dernier.

L'équipe de DECORO a commencé par créer une architecture permettant d'explorer l'apprentissage en temps réel dans des contextes comportant de nombreuses dimensions. Lorsque l'on permet au robot de prendre en compte une quantité plus élevée de stimuli sensoriels, il est mieux à même de surmonter le bruit sensoriel et de l'ignorer quand il faut réaliser des tâches similaires. Cette constatation est très importante.

Les scientifiques ont ensuite développé en open source un bras robotique imprimé en 3D, capable d'interagir physiquement avec son environnement, tout en développant ses compétences sensorimotrices. Le bras combine des composants structurels pouvant être imprimés avec des imprimantes 3D d'entrée de gamme et des tendons en caoutchouc, pour constituer une configuration agoniste-antagoniste. Cette technique assure une reproduction aisée, une bonne solidité même en cas d'impacts rapides, un cycle de réparation de quelques minutes en cas de bris d'une pièce, ainsi que des caractéristiques de rigidité et d'amortissement lorsque cela s'avère nécessaire. Le bras est capable de résister à des impacts et à une exploration physique d'objets non modélisés, grâce à l'utilisation d'actionneurs de rigidité passive variable.

Le bras robotique utilise des modèles internes simples qui mettent en relation la longueur des muscles avec les angles et la rigidité de l'articulation. L'apprentissage de ces modèles se fait par le biais d'une procédure d'auto-étalonnage. Ils sont utilisés pour réaliser des mouvements rapides et ciblés, ainsi que pour la détection des collisions. Ce bras peut réduire les oscillations typiques de l'extrémité, tout en se déplaçant rapidement grâce à l'utilisation dynamique de la co-contraction pendant la réalisation des mouvements.

Les partenaires du projet ont commencé à exploiter le bras robotique afin de développer des comportements adaptés au contexte.

Utilisant du logiciel et du matériel open source, le bras souple et robuste de DECORO est capable de répondre de façon unique à son environnement. Il est reproduit dans de nombreuses universités du monde entier. Une autre voie de recherche consiste à lui trouver des missions dans l'agriculture, ce qui est l'objectif de la PME Fieldwordk Robotics Ltd, créée au Royaume-Uni.

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Mots-clés

Bras robotique, robot, apprentissage des robots, apprentissage développemental, DECORO