Un matériau intelligent sous forme de mousse permettrait aux robots d’être dotés du sens du toucher

Une équipe de recherche de l’Université Nationale de Singapour (NUS) a annoncé avoir conçu une matière similaire à de la mousse qu’il serait possible de qualifier de “mousse intelligente”. Elle permettrait aux robots de mieux percevoir les contacts physiques, et donc, d’interagir plus facilement avec leur environnement pour détecter un objet ou déceler la présence d’un individu. Pour les auteurs, l’AiFoam serait un pas de plus pour potentiellement équiper les robots des cinq sens des êtres humains. 

Une étude pour concevoir un matériau synthétique artificiellement innervé

Hongchen Guo, Yu Jun Tan, Ge Chen, Zifeng Wang, Glenys Jocelin Susanto, Hian Hian See, Zijie Yang, Zi Wei Lim, Le Yang et Benjamin C. K. Tee sont les dix auteurs de la publication faisant référence au projet de recherche ayant mené à la création de ce matériau synthétique dite “mousse intelligente” et intitulée AiFoam. Benjamin Tee du département de science et d’ingénierie des matériaux du NUS et de l’insititute for Health Innovation & Technology (iHealthtech) est l’auteur principal et le directeur de l’équipe de recherche.

Cette mousse artificiellement innervée, douce et ressemblante à une éponge, a pour objectif d’imiter le sens du toucher humain, et peut donc permettre aux robots qui en sont dotés, de détecter les objets à proximité sans réellement les toucher. Benjamin Tee précise :

“Nous voulons montrer qu’il est possible de reproduire le sens du toucher humain dans un robot, ce qui ouvre un nouveau paradigme dans l’interaction entre l’homme et la machine pour de futures applications. En ayant une mousse avec notre formulation spéciale, nous pouvons facilement détecter à la fois la pression d’un objet et la proximité d’un individu.”

Objectif : donner le sens du toucher à un robot grâce aux nouvelles technologies

Quotidiennement, l’être humain exploite son sens du toucher pour manipuler des objets et ainsi, s’adapter à des environnements connus ou même inconnus. Lorsque les machines qui interagissent avec les humains possèdent cette capacité, le mouvement robotique peut être plus fluide, plus sûr et plus prévisible. Prenons l’exemple des robots de nettoyage : s’ils peuvent détecter la présence humaine à distance et utiliser les informations pour déduire les intentions humaines, ils peuvent réagir plus rapidement et éviter d’entrer en collision avec les gens, en particulier dans les zones surpeuplées.

Certaines “peaux” électroniques ont la faculté de détecter lorsqu’elles entrent en contact directement avec un objet, mais AiFoam a une particularité : elle détecte la direction du mouvement des objets adjacents, et c’est sur cet aspect sur les chercheurs ont axé leur étude afin de concevoir cette mousse intelligente.

Aider les robots à mieux répondre à leur environnement avec AiFoam

AiFoam est un polymère hautement élastique créé en mélangeant une substance semblable au téflon, connue sous le nom de fluoropolymère, avec un tensioactif. Cela donne un matériau qui, une fois séparé en morceau (par accident par exemple), peut fusionner facilement en un seul morceau si. L’équipe de recherche a introduit des particules métalliques microscopiques dans la mousse qui lui permet de détecter la présence d’un objet comme pourrait le faire un doigt humain en touchant un objet.

Comme précisé auparavant, AiFoam est capable de “sentir” la présence d’un objet à quelques centimètres de distance et peut également repérer la présence humaine contrairement à d’autres capteurs de proximité qui utilisent plutôt la lumière et les reflets afin de fonctionner.

Pour imiter les terminaisons nerveuses sensibles de la peau humaine, les chercheurs ont intégré de fines électrodes cylindriques sous la surface de la mousse. Ils sont capables de détecter la direction de la force appliquée, pas seulement la “quantité” de force. Cela permettrait aux robots de mieux comprendre les intentions humaines, ou de savoir qu’un objet en contact est sur le point de glisser, afin qu’ils puissent réagir plus rapidement et de manière plus appropriée.

Benjamin Tee conclut en évoquant les potentielles applications futures de la mousse que son équipe a conçue :

“Les propriétés d’autoguérison d’AiFoam, ainsi que sa sensibilité à une force de contact, permettront aux robots de mieux juger l’intention humaine et de construire une future génération de robots qui réagiront rapidement et plus efficacement aux changements environnementaux.”