L'IA permet à un nouveau robot de manipuler des objets mous et pliables
Dites bonjour au robot appelé Bifrost. Avec l’aide de la technologie IA, il utilise ses capacités tactiles pour manipuler des objets souples et pliables sur commande.
« Malgré l'impression que beaucoup d'entre nous ont dans les médias, les robots ont encore un long chemin à parcourir avant de pouvoir manipuler avec compétence des objets dits conformes », explique le chercheur norvégien Ekrem Misimi.
Misimi estime que beaucoup plus de recherches sont nécessaires avant de pouvoir réaliser cela.
« C'est pourquoi nous sommes fiers d'avoir développé une méthode qui permet aux robots d'apprendre à manipuler des objets de ce type. Il s'agit d'une recherche inédite offrant un potentiel d'innovation majeur », déclare-t-il.
« La technologie actuellement en cours de développement pourrait avoir de nombreuses applications dans un large éventail d'industries, mais en premier lieu dans le secteur alimentaire, où les objets conformes ne manquent pas. »
Une approche basée sur l'IA
La nouvelle technologie a émergé dans le cadre d'un projet, également appelé BIFROST, qui dans la mythologie nordique fait référence à un « pont ». Cependant, l'inspiration de la méthode a commencé dans la cuisine, et plus particulièrement avec les étapes de préparation d'un modeste filet de morue pour le dîner.
« Nous connaissons tous ce processus sans y réfléchir vraiment », déclare Misimi. « Mais si l'on y réfléchit, on s'aperçoit que l'on effectue de nombreuses opérations différentes sur le filet. Dans le passé, les robots n'étaient pas en mesure d'effectuer de telles tâches, car jusqu'à récemment, ils n'étaient entraînés qu'à saisir des objets. qui étaient rigides et non conformes. De plus, il est difficile de faire en sorte qu'un robot effectue de nouvelles tâches pour lesquelles il n'a pas été formé », dit-il.
Dans le domaine de l’IA, les robots ont du mal avec ce que l’on appelle la capacité de généralisation, un domaine dans lequel les humains sont très experts. Pour y parvenir, les chercheurs ont développé une nouvelle approche basée sur l’intelligence artificielle. Ils entraînent le robot en lui faisant effectuer des tâches similaires à celles qu’il devrait effectuer dans le monde réel. Naturellement, ces tâches n’impliquent pas pour commencer les filets de morue.
Les tâches chronophages sont les plus difficiles
Sur la table se trouve un sac en tissu allongé rempli de riz, simulant ici un filet de morue. Il a la forme d'un « I », mais en réponse à une commande des chercheurs, le robot le manipule en « C ».
« Nous avons ainsi réussi à amener le robot à manipuler un objet tridimensionnel conforme à la commande », explique Misimi. « En soi, cela peut ne pas sembler très impressionnant. Cependant, le robot n'a jamais été entraîné avec cette forme particulière », dit-il.
Misimi ajoute qu'il est facile pour les humains d'effectuer des tâches pendant de longues périodes jusqu'à ce qu'ils terminent ce qu'ils ont l'intention de faire, mais cela est beaucoup plus difficile pour un robot.
« Une combinaison d'apprentissage et de perception est essentielle pour qu'un robot puisse accomplir de telles tâches de manipulation.
« Plus une tâche est complexe, plus un robot mettra du temps à apprendre à la réaliser », explique Misimi. « Et plus cela prend de temps, plus cela devient exigeant pour le robot. »
De nouvelles opportunités
L'équipe de recherche a récemment publié un article sur la méthode dans le cadre du Conférence internationale IEEE 2024 sur la robotique et l'automatisation (ICRA) procédure. L’équipe explique que la manipulation robotique basée sur l’IA offre de nouvelles opportunités qui dépassaient auparavant notre imagination.
« Ce qui est génial avec cette méthode, c'est que le robot est entraîné exclusivement par simulation », explique Misimi.
Les connaissances sont ensuite transférées dans le monde réel, sans aucune formation supplémentaire. C'est complètement nouveau. L'objectif principal des chercheurs a été de former les robots à des compétences inspirées de ce que les humains peuvent faire.
« D'une certaine manière, nous les rendons mieux placés pour effectuer des tâches qui nécessitent de la dextérité humaine, des tâches qui aujourd'hui ne peuvent être exécutées que par des humains, tant en termes d'apprentissage que de perception », explique Misimi.
Le terme perception est utilisé ici pour décrire une capacité à être conscient de ce qui se passe dans notre environnement, afin qu'une tâche puisse être planifiée à l'avance puis exécutée. Une combinaison d’apprentissage et de perception est essentielle pour qu’un robot puisse accomplir des tâches de manipulation adroites.
Les manipulations successives sont délicates
Lorsqu’un robot est chargé de manipuler un objet donné, il doit combiner ses capacités visuelles et sa perception.
« Dans de telles situations, il faudra peut-être travailler pendant un certain temps pour terminer la tâche », explique Misimi. « Pour manipuler l'objet dans une nouvelle forme, le robot doit effectuer de nombreuses actions différentes et, jusqu'à présent, il était difficile d'utiliser des robots pour de telles tâches », explique-t-il.
Il poursuit en expliquant qu'un robot a généralement besoin de 20 à 60 secondes pour manipuler un objet dans une nouvelle forme, selon la complexité du processus.
« C'est un défi d'amener un robot à se concentrer sur une tâche pendant une période prolongée, mais nous avons réussi », déclare Misimi.
Idéal pour l'industrie agroalimentaire
La technologie actuellement en cours de développement pourrait avoir de nombreuses applications dans un large éventail d’industries.
« Mais d'abord et avant tout dans les secteurs de l'agroalimentaire, et notamment des produits de la mer, où les objets conformes à la manipulation ne manquent pas », précise Misimi. « C'est important car l'utilisation de robots peut aider à permettre à la Norvège de maintenir son industrie de production alimentaire et, ce faisant, peut également promouvoir une alimentation plus durable et de meilleure qualité d'origine locale », dit-il, ajoutant ensuite :
« À un niveau encore plus élevé, les connaissances acquises grâce à ce projet pourraient nous aider à relever certains des défis fondamentaux auxquels nous sommes confrontés en matière de robotique moderne. Cela conduira à son tour au développement de nouvelles technologies qui profiteront à la fois au secteur industriel et à la société dans son ensemble.
L’équipe de recherche a également réussi à perfectionner le robot Bifrost de manière à ce qu’il soit désormais capable d’effectuer des actions de poussée et de préhension. Cela permet une manipulation encore plus douce des objets et des structures conformes.
