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Le nouveau robot du MIT prend les commandes de vos muscles

2020

DelPreto; MIT CSAIL

Imaginez que vous soulevez un canapé avec un ami. Vous êtes tous les deux aux deux bouts et avez besoin de savoir à quel moment le lever. Vous pouvez vous lancer au compte de trois, ou peut-être, si vous êtes mentalement synchronisé, avec un hochement de tête.

Maintenant, disons que vous faites la même chose avec un robot - quelle est la meilleure façon de lui dire quoi faire et quand? Les robotistes du MIT ont créé un système mécanique qui peut aider les humains à soulever des objets. Il fonctionne en lisant directement les signaux électriques produits par le biceps d'une personne.

C'est une approche remarquable parce que leur méthode n'est pas la manière habituelle d'interagir avec la technologie. Nous avons l'habitude de parler à des assistants comme Alexa ou Siri, de taper sur un smartphone ou d'utiliser un clavier, une souris ou un pavé tactile. Ou bien, Google Nest Hub Max, une tablette domestique intelligente avec un appareil photo, peut remarquer un geste de la main indiquant "arrêter" qu'un utilisateur fait lorsqu'il veut faire quelque chose comme mettre une vidéo en pause. Pendant ce temps, les voitures de robot - véhicules autonomes - perçoivent leur environnement à travers des instruments tels que les lasers, les caméras et les unités radar.

Mais aucun de ces systèmes robotiques ne mesure la flexion d'une personne de la même manière que ce bot. Et dans une situation où une personne soulève un objet, un robot écoutant des commandes vocales ou utilisant des caméras n'est peut-être pas la meilleure approche pour savoir quand lever et à quelle hauteur.

Le robot de détection de biceps fonctionne grâce à des électrodes qui sont littéralement collées sur le bras de la personne et connectées par des fils au robot. «Dans l’ensemble, le système vise à faciliter la collaboration entre les personnes et les robots en équipe sur des tâches physiques, explique Joseph DelPreto, candidat au doctorat au MIT qui étudie l’interaction homme-robot et premier auteur d’un article décrivant le système. ensemble, cela nécessite généralement une bonne communication, et dans ce cas, la communication découle directement de vos muscles. "Lorsque vous soulevez quelque chose avec le robot, celui-ci peut regarder votre activité musculaire pour avoir une idée de vos mouvements, et alors il peut essayer de vous aider. "

Le robot répond aux signaux de vos muscles de deux manières fondamentales. Dans sa forme la plus simple, le robot détecte les signaux - appelés signaux EMG - de votre biceps lorsque vous déplacez votre bras vers le haut ou le bas, puis vous reflète. Vous pouvez également plier votre biceps sans bouger réellement votre bras, ni contracter vos muscles, ni le relâcher, pour demander à la main du robot de monter ou de descendre.

Le système interprète également des mouvements plus subtils, ce qu'il peut faire grâce à l'intelligence artificielle. Pour indiquer au bras robotique de lever ou de descendre de manière plus nuancée, une personne avec les électrodes sur le bras supérieur peut déplacer son poignet légèrement vers le haut ou deux fois, et le bot répond à vos attentes. Pour ce faire, DelPreto a utilisé un réseau de neurones, un système d’IA qui tire des enseignements des données. Le réseau de neurones interprète les signaux EMG provenant des biceps et des triceps de l'homme, analyse ce qu'il voit environ 80 fois par seconde, puis indique au bras du robot quoi faire.

Il est facile de voir comment un système comme celui-ci pourrait aider toute personne chargée du travail physique. Cette recherche a été partiellement financée par Boeing. "Nous pouvons voir que cela est utilisé pour les usines, [ou] les zones de construction où vous soulevez des objets lourds ou lourds en équipes, dit DelPreto. Bien sûr, les usines incorporent déjà couramment des robots; par exemple, une fonderie de General Motors au Michigan utilise des systèmes robotiques pour aider à des travaux lourds, dangereux ou les deux, comme tenir le moule d'un bloc moteur à un endroit où de l'aluminium liquide chaud y pénètre. C'est un travail qu'une personne ne peut pas et ne devrait pas faire.

Mais le système MIT permettrait un lien encore plus direct, et peut-être plus intuitif, entre les humains et les machines qui agissent comme soulever un objet ensemble. Après tout, les humains et les robots excellent dans différents types de tâches. «Plus la personne et le robot seront proches, plus la synergie sera efficace», déclare DelPreto.

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