Un nouveau préhenseur robotisé fait de ruban à mesurer permet de calibrer la cueillette des fruits et légumes
C'est un jeu auquel beaucoup d'entre nous ont joué lorsqu'ils étaient enfants, et peut-être même plus tard dans leur vie : dérouler un ruban à mesurer pour voir jusqu'où il s'étendrait avant de se plier. Mais pour les ingénieurs de l'université de Californie à San Diego, ce jeu a été une source d'inspiration, suggérant que le ruban à mesurer pourrait devenir un excellent matériau pour une pince robotisée.
Ces pinces conviendraient particulièrement bien aux applications agricoles, car leurs extrémités sont suffisamment souples pour saisir les fruits et légumes fragiles, ont écrit les chercheurs. Les dispositifs sont également peu coûteux et sans danger pour les humains.
L'équipe a publié son processus et sa conception dans la revue Science Advances le 9 avril 2025. Ils ont baptisé leur robot GRIP-tape, GRIP étant l'acronyme de Grasping and Rolling In-Plane (saisir et rouler dans le plan).
La construction de la pince robotique idéale n'est pas encore achevée. Les pinces existantes qui peuvent s'étendre sont encombrantes, car elles nécessitent des mécanismes supplémentaires pour que les appendices de préhension s'étendent. La pince mise au point par l'équipe de l'université de San Diego résout ce problème.
En effet, le ruban est à la fois robuste et flexible ; il peut être stocké dans un petit conteneur lorsqu'il est rétracté et peut atteindre une grande distance lorsqu'il est déployé. Après une série d'essais et d'erreurs, les ingénieurs ont déterminé que la meilleure configuration pour une pince était en fait deux rubans reliés par de l'adhésif.
"Nous aimons rechercher des mécanismes robotiques non traditionnels et non intuitifs. Le mètre ruban est une structure merveilleuse en raison de sa souplesse et de sa rigidité combinées", explique Nick Gravish, auteur principal de l'article et membre de la faculté du département d'ingénierie mécanique et aérospatiale de l'université de San Diego.
La pince possède deux "doigts", constitués de deux bobines - chacune constituée de deux rouleaux de ruban à mesurer reliés ensemble. Chaque bobine est enroulée, dans une configuration compacte, et seule une petite partie s'étend en forme de triangle pour former un doigt. Ces sections triangulaires sont contrôlées par quatre moteurs qui commandent chacun le mouvement du doigt. Chaque doigt peut se déplacer indépendamment. Les sections triangulaires peuvent s'allonger pour atteindre des objets plus éloignés. Elles peuvent également se rétracter pour rapprocher les objets du bras robotisé sur lequel la pince est montée.
Les chercheurs avaient déjà travaillé avec du ruban à mesurer dans le cadre d'une subvention de la National Science Foundation pour étudier des matériaux souples capables de se plier tout en conservant leur forme. Le ruban à mesurer est élastique : vous pouvez le plier comme vous le souhaitez et il revient à son état initial. Il est également fait d'acier, qui est à la fois robuste et durable, et suffisamment fin pour ne pas endommager les objets au contact. En fait, il est aussi souple que le silicone utilisé dans la plupart des robots mous.
La pince est unique car elle utilise toute la longueur du ruban comme surface de préhension. Le ruban peut également se déplacer pour faire tourner des objets ou servir de tapis roulant. La pince peut saisir un large éventail d'objets de formes et de rigidités différentes, allant d'une balle en caoutchouc ou d'une simple tomate à un pied de tomate entier ou à un citron. Comme la bande elle-même peut faire office de tapis roulant, la pince peut ensuite déposer les objets qu'elle saisit dans des conteneurs.
Comme le ruban est flexible, il peut également franchir les obstacles que le préhenseur pourrait rencontrer sur le chemin de la saisie d'un objet.
Des expériences ont montré que la pince pouvait facilement soulever de gros fruits comme des citrons frais.
Les prochaines versions de la pince pourraient être améliorées par l'ajout de capteurs avancés et d'une analyse de données pilotée par l'IA, de sorte que la pince puisse fonctionner de manière autonome.
Ces travaux ont été partiellement financés par la National Science Foundation.
Manipulation dans le plan par saisie et roulement à l'aide d'appendices à ressort déployables
Genzhi He, Curtis Sparks et Nicholas Gravish, Département d'ingénierie mécanique et aérospatiale, École d'ingénierie Jacobs de l'Université de San Diego
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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