Plusieurs raisons expliquent pourquoi la main humaine s'est développée de la même manière. Certains chercheurs associent nos pouces opposables au besoin de nos ancêtres de matraquer et de lancer des objets sur des ennemis ou de donner un coup de poing, tandis que d'autres affirment qu'un activateur génique unique (un groupe de protéines de l'ADN activant certains gènes) est ce qui a conduit notre anatomie. Mais la plupart conviennent que la bipédie, l'élargissement du cerveau et la nécessité d'utiliser des outils sont ce qui a fait l'affaire.
Pourtant, une équipe de chercheurs du Massachusetts Institute of Technology pense que nous pouvons faire mieux. Harry Asada, professeur d'ingénierie, a mis au point un robot porté au poignet qui permettra à une personne d'éplucher une banane ou d'ouvrir une bouteille d'une main.
En collaboration avec Faye Wu, étudiante diplômée, Asada a construit une paire de doigts robotiques qui suivent, imitent et assistent les cinq chiffres d'une personne. Les deux appendices supplémentaires, qui ressemblent à des doigts de pointeur en plastique allongés, se fixent à un poignet et s'étendent le long du pouce et du petit doigt. L'appareil se connecte à un gant chargé de capteurs, qui mesure la manière dont les doigts d'une personne se plient et bougent. Un algorithme analyse ces données de mouvement et les traduit en actions pour chaque doigt robotique.
Le robot tire une leçon de la façon dont nos cinq chiffres bougent. Un seul signal de contrôle du cerveau active des groupes de muscles dans la main. Cette synergie, explique Wu dans une démonstration vidéo, est beaucoup plus efficace que l'envoi de signaux à des muscles individuels.
Afin de cartographier la manière dont les doigts supplémentaires bougeraient, Wu a attaché l'appareil à son poignet et a commencé à saisir des objets dans tout le laboratoire. À chaque test, elle positionnait manuellement les doigts du robot sur un objet de la manière la plus utile - par exemple, stabiliser une bouteille de soda pendant qu'elle utilisait sa main pour détordre le haut. Dans chaque cas, elle a enregistré les angles de ses propres doigts et de ceux de son homologue robot.
Wu a utilisé ces données pour établir un ensemble de modèles de préhension pour le robot et un algorithme de contrôle qui fournirait l'assistance appropriée en fonction de la position de la main.
Bien que le robot, qui n'est qu'un prototype, puisse changer de position, il ne peut pas encore imiter la force ou la force de préhension d'une main humaine. "Il y a d'autres choses qui font une bonne et stable prise", a déclaré Wu au MIT News . "Avec un objet qui a l'air petit mais lourd, ou qui est glissant, la posture serait la même, mais la force serait différente, alors comment s'adapterait-il à cela?" L'équipe ne discute pas de la façon dont elle prévoit mesurer et traduire encore la force.
L'apprentissage automatique, ou la capacité d'un ordinateur à adapter ses processus en fonction de données, pourrait permettre au système de s'adapter aux préférences d'un utilisateur donné. Wu dit qu'elle pourrait pré-programmer une bibliothèque de gestes dans le robot. Au fur et à mesure que quelqu'un l'utilise, le robot se synchronise avec la manière dont une personne saisit les objets (tout le monde ne pèle pas l'orange de la même manière, n'est-ce pas?) Et élimine les types de poignées qui ne sont pas couramment utilisés.
Asada dit également que l'appareil, maintenant plutôt volumineux, pourrait éventuellement être plié à un tiers de sa taille actuelle. Il envisage une montre avec des chiffres robotiques qui apparaissent et se rétractent au besoin.
Bien qu'Asada et Wu voient l'utilité de leur robot pour les personnes handicapées, cela fait également partie d'un mouvement de robotique plus vaste qui cherche à doter les utilisateurs non handicapés de caractéristiques surhumaines. Un autre système MIT, par exemple, fonctionne sur le même principe que le robot de Wu, mais ajoute des bras supplémentaires à la place des doigts, ce qui permet aux utilisateurs d'ouvrir les portes les mains pleines ou de maintenir un objet immobile tout en martelant.
Pour la plupart, ces robots portables apportent de la force. Le TitanArm, mis au point par des étudiants de l’Université de Pennsylvanie, permet à son porteur de soulever un poids supplémentaire de 10 kg. Des configurations plus ambitieuses impliquent des exosquelettes complets qui se rapprochent de plus en plus d' Iron Man . Par exemple, Daewoo Shipbuilding and Marine Engineering, une société sud-coréenne, a doté les ouvriers de chantiers navals de costumes leur permettant de soulever des dalles de métal et de bois d’œuvre avec un effort relativement minime.
Le point commun de toutes ces approches est leur simplicité d'utilisation. Les utilisateurs n'ont pas besoin d'apprendre des méthodes de contrôle pour manipuler leurs appendices robotiques, mais se consacrent plutôt à leurs tâches, s'appuyant sur un observateur animatronique pour les aider dans leur cheminement.
