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Entre les doigts du robot

Publié en ligne le 1er décembre 2006 - Science
par Isabelle Burgun

SARAH ne craint ni les radiations, ni la manipulation d’objets dangereux. Avec ses doigts articulés, elle va bientôt se saisir de divers réceptacles remplis de déchets nucléaires. Une tâche impossible à réaliser par l’humain. SARAH ne l’est évidemment pas, c’est l’acronyme pour « Self-Adaptive Robotic Auxiliary Hand ». Une main robotisée !

« Avec elle, nous faisons nos premiers pas dans un environnement dangereux. Et pourtant, c’est pour nous un retour aux sources », raconte Clément Gosselin, directeur du laboratoire de robotique de l’université Laval. Celui qui est l’un des « pères » de SARAH, avec l’ingénieur Thierry Laliberté, fait référence à l’objectif premier du projet de recherche sur les préhenseurs robotiques : remplacer les humains dans des environnements dangereux.

Leur projet voit ainsi sa première commercialisation avec le contrat pour l’autorité britannique de l’énergie atomique (UKAEA). Cette opération devait débuter en août sur le site de recherche sur l’énergie nucléaire d’Harwell.

L’équipe de Clément Gosselin a conçu huit prototypes différents en dix ans. Un seul avait trouvé un usage, mais de taille. La firme MDA, chargée de concevoir le bras spatial canadien, avait confié aux ingénieurs de l’Université Laval la tâche d’adapter SARAH pour être fixé au bras de la station spatiale internationale.

« Cette collaboration nous a amené vers quelque chose de différent. Pour le bras canadien, il a fallu modifier le design en fonction de diverses contraintes (deux moteurs au lieu de six, plus de dépendance des doigts, un contrôleur plus simple...). Il a fallu faire plus avec moins », confie le titulaire de la chaire de recherche du Canada en Robotique et Mécatronique.

Doigts inoxydables et réversibles

Pour le contrat de l’UKAEA, il a fallu opérer d’autres changements. Tout d’abord, adapter SARAH à son environnement radioactif en changeant les matériaux, des doigts jusqu’à la caméra intégrée à la main. Ensuite, parce que la tâche principale est de se saisir de canes — contenant les déchets radioatifs — insérées dans des tubes de béton, il a fallu réduire la taille : il y a peu de place, c’est pourquoi les doigts de SARAH sont « seulement » deux fois plus gros que les nôtres.

SARAH a pourtant donné quelques maux de tête à ses concepteurs. Le nombre de doigts, de phalanges, de dispositions et de types d’articulations : autant de défis techniques. « Combien de phalanges ? Nous avons conclu que trois, comme dans la main humaine, présentaient un avantage significatif sur deux, mais pas forcément plus », affirme Clément Gosselin. Ces phalanges travailleront de concert, à l’aide d’un mécanisme à barre pour la plage de force/poids/efficacité la plus intéressante.
Futur lieu de travail de la main robotisée, le site contaminé d’Harwell a mal vieilli. Il n’est pas rare que de nombreuses canes en acier doux s’oxydent et se brisent, libérant les différents déchets radioactifs. SARAH devra donc ramasser aussi de menus objets... suspendue au bout d’un câble. « SARAH possède des doigts réversibles. Si la main peut se saisir d’un sac, les "ongles" pivotent pour attraper les menus objets qui se répandent par terre », explique l’ingénieur.

Cette première commercialisation donne des idées aux concepteurs. Une des applications pourrait être du côté des robots démineurs qui doivent souvent ouvrir des portes et déplacer les objets avant de parvenir au colis suspect. Un autre usage, moins dangereux, pourrait être sous la forme de prothèses évoluées. « Avec cinq doigts, SARAH présente de bonnes réactions. Munie d’un capteur tactile, il est même possible d’obtenir un feed-back et de réguler la force de ses prises », explique Clément Gosselin.

Si elle n’est pas une main humaine, SARAH pourrait aisément la remplacer.


Laboratoire de robotique de l’Université Laval

Pour découvrir SARAH en action


Mots-clés : Science


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