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← Des robots origami qui se remodèlent et se transforment

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Showing Revision 69 created 09/01/2019 by eric vautier.

  1. Comme je suis roboticienne,
    on me pose beaucoup de questions.
  2. « Quand vont-ils me servir
    le petit déjeuner ? »
  3. Alors, j'ai imaginé que l'avenir
    de la robotique nous ressemblerait plus.
  4. J'ai pensé qu'il me ressemblerait,
  5. j'ai donc construit des yeux,
    pour simuler les miens.
  6. J'ai construit des doigts
    suffisamment habiles pour m'envoyer...
  7. des balles de base-ball.
  8. Des robots standard comme celui-ci

  9. sont construits et deviennent fonctionnels
  10. grâce à un nombre fixe
    d'articulations et de mécanismes.
  11. Ce qui signifie que leurs fonctionnalités
    et leur forme sont déjà fixées
  12. au moment de leur conception.
  13. Alors, même si ce bras
    a un très bon lancer –
  14. il a même touché le trépied au final –
  15. il n'est pas conçu pour
    vous préparer un petit déjeuner.
  16. Il n'est pas très adapté
    pour préparer les œufs brouillés.
  17. C'est alors que j'ai eu
    une nouvelle vision des robots du futur :

  18. les Transformers.
  19. Ils conduisent, ils courent, ils volent,
  20. tout dépend de la tâche à accomplir et du
    nouveau contexte en perpétuelle évolution.
  21. Pour en faire une réalité,
  22. il faut repenser à
    comment les robots sont conçus.
  23. Imaginons un module robotique
    en forme de polygone
  24. et utilisons cette forme simple
  25. pour reconstituer
    plein de formes différentes
  26. et créer un nouveau genre de robot
    pour des tâches variées.
  27. En infographie, ce n'est pas nouveau –
  28. cela existe depuis un moment,
    la plupart des films sont faits ainsi.
  29. Mais, si vous essayez de construire
    un robot qui bouge physiquement,
  30. c'est une tout autre histoire,
  31. un paradigme totalement nouveau.
  32. Pourtant, vous l'avez tous fait.

  33. Qui n'a pas créé un avion,
    un bateau ou une grue en papier ?
  34. L'origami est un mode d'expression
    polyvalent pour les designers.
  35. D'une feuille de papier, on peut créer
    plein de formes différentes
  36. et si vous n'aimez pas le résultat,
    il suffit de déplier et plier à nouveau.
  37. Chaque forme en 3D peut être réalisée
    à partir de surfaces 2D en les pliant,
  38. c'est démontré mathématiquement.
  39. Et imaginez que vous ayez
    une feuille intelligente,
  40. capable de se plier elle-même
    dans n'importe quelle forme,
  41. à tout moment.
  42. C'est sur quoi j'ai travaillé.
  43. J'appelle cet origami robotique
  44. un « robogami ».
  45. Voici la première transformation
    de notre robogami

  46. que j'ai réalisée
    il y a une dizaine d'années.
  47. D'une feuille plate, le robot
  48. se transforme en pyramide,
    à nouveau en feuille plate,
  49. puis en navette spatiale.
  50. C'est plutôt mignon.
  51. 10 ans plus tard, avec mon groupe
    de chercheurs ninja en origami robotique –

  52. nous sommes maintenant presque 22 –
  53. nous avons une nouvelle génération
    de robogamis.
  54. Ils sont un peu plus efficaces
    et ils font plus de choses.
  55. La nouvelle génération de robogamis
    a un but.
  56. Par exemple, celui-ci évolue en autonomie
    sur différents terrains.
  57. Sur un terrain sec et plat, il rampe.
  58. Et s'il rencontre soudain
    un terrain accidenté,
  59. il commence à rouler.
  60. Il le fait – c'est le même robot –
  61. selon le terrain qu'il rencontre,
  62. il active une séquence différente
    de mécanismes embarqués.
  63. Dès qu'il rencontre un obstacle,
    il saute par-dessus.
  64. Il le fait en stockant de l'énergie
    dans chacune de ses jambes,
  65. en la libérant et en se catapultant
    comme un lance-pierres.
  66. Et il fait même de la gymnastique.
  67. Ouais.
  68. (Rires)

  69. Je viens de vous montrer
    ce qu'un seul robogami peut faire.

  70. Imaginez ce qu'ils peuvent
    faire en groupe.
  71. Ils peuvent unir leurs forces pour
    s'atteler à des tâches plus complexes.
  72. Chaque module, actif ou passif,
  73. peut être assemblé
    pour créer des formes différentes.
  74. En plus de cela,
    en contrôlant le pliage des articulations,
  75. nous sommes capables de créer
    et d'aborder différentes tâches.
  76. Les formes créent
    de nouvelles possibilités de tâches.
  77. Et ici, c'est l'assemblage
    qui est le plus important.
  78. Ils ont besoin de se retrouver
    tout seuls dans un espace différent,
  79. de s'attacher et se détacher,
    selon le contexte et la tâche à effectuer.
  80. Désormais, on le peut faire.
  81. Alors, quelle est l'étape suivante ?

  82. Notre imagination.
  83. Voici une simulation de
    ce que vous pouvez réaliser

  84. avec ce type de module.
  85. Nous avons décidé de construire
    un robot rampant à quatre pattes
  86. qui se transforme en petit chien
    et se déplace par petits trots.
  87. A partir du même module,
    nous pouvons en faire autre chose :
  88. un bras manipulateur,
    une tâche typique pour un robot.
  89. Grâce au bras manipulateur,
    il peut ramasser un objet.
  90. Bien sûr, on peut ajouter plus de modules
    afin d'allonger les jambes du robot
  91. pour qu'il appréhende ou ramasse
    des objets plus gros ou plus petits,
  92. ou même lui ajouter un troisième bras.
  93. Pour les robogamis,
    il n'y a ni forme ni tâche fixe.
  94. Ils peuvent se transformer
    en tout, partout et à tout moment.
  95. Alors, comment les fabrique-t-on ?

  96. Le plus grand défi technique du robogami
    est de le garder très fin,
  97. flexible,
  98. mais toujours fonctionnel.
  99. Il est composé de plusieurs
    couches de circuits, de moteurs,
  100. de microcontrôleurs et de capteurs,
  101. tous réunis en un ensemble.
  102. Quand on contrôle
    chaque pliage d'articulation,
  103. on peut réaliser
    des mouvements doux comme celui-ci
  104. sur commande.
  105. Au lieu d’être un robot
    conçu pour une seul tâche,
  106. les robogamis sont optimisés
    pour effectuer des opérations multitâches.
  107. Et c'est très important
  108. dans les environnements
    complexes et uniques sur Terre
  109. comme dans l'espace.
  110. L'espace est un environnement parfait
    pour les robogamis.

  111. On ne peut pas s'y permettre
    d'avoir un robot pour chaque tâche.
  112. Qui sait ce que nous allons trouver
    à faire dans l'espace ?
  113. Il nous faut une seule base robotique
    transformable et multi-tâches.
  114. Il nous faut un ensemble de modules
    de robogamis fins
  115. et transformables pour effectuer
    des tâches variées.
  116. Et je ne suis pas la seule à le dire
  117. car l'Agence spatiale européenne
    et le Bureau spatial suisse
  118. soutiennent exactement la même idée.
  119. Vous voyez ici quelques images
    de transformations des robogamis,

  120. qui explorent une terre étrangère
    au-dessus du sol, en surface,
  121. et qui creusent la surface.
  122. Ils ne font pas qu'explorer.
  123. Les astronautes ont besoin
    d'une aide supplémentaire,
  124. car impossible d'emporter
    des stagiaires là-haut.
  125. (Rires)

  126. Ils doivent effectuer
    chaque tâche fastidieuse.

  127. Elles sont parfois simples,
  128. mais très interactives.
  129. Il y a besoin de robots
    pour faciliter leurs expériences,
  130. en les aidant avec la communication,
  131. en se positionnant à la surface comme
    troisième bras pour manipuler les outils.
  132. Mais comment contrôler les robogamis,
    par exemple,
  133. en dehors de la station spatiale ?
  134. Voici un robogami qui tient
    des débris spatiaux.
  135. Vous pouvez voir ce qu'ils voient
    et ainsi les contrôler,
  136. mais ce serait mieux
    que la sensation du toucher
  137. soit directement transmise
    vers les mains des astronautes.
  138. Vous avez besoin d'un appareil haptique,
  139. une interface haptique qui recrée
    la sensation du toucher.
  140. Et en utilisant des robogamis,
    nous pouvons le faire.
  141. Voici l'interface haptique
    la plus petite au monde :

  142. elle peut recréer la sensation du toucher
    juste sous vos doigts.
  143. Nous pouvons ainsi déplacer le robogami
  144. par des mouvements
    microscopiques et macroscopiques.
  145. Et ce faisant, vous pourrez
    non seulement ressentir
  146. la taille de l'objet,
  147. sa forme et ses lignes,
  148. mais aussi sa rigidité et sa texture.
  149. Cette interface est située juste
    sous le pouce d'Alex,
  150. et s'il l'utilise avec un casque
    de réalité virtuelle et des manettes,
  151. alors la réalité virtuelle
    n'a plus rien de virtuel.
  152. Elle devient une réalité tangible.
  153. Les boules bleue, rouge et noire
    qu'il regarde
  154. ne sont plus seulement
    différenciées par la couleur.
  155. La bleue est désormais en caoutchouc,
    la rouge en mousse, la noire de billard.
  156. C'est aujourd'hui possible.
  157. Laissez-moi vous montrer.
  158. C'est vraiment la première fois
    qu'on le montre en direct

  159. devant un public, un public nombreux,
  160. alors espérons que cela fonctionne.
  161. Vous avez ici une image
    d'un atlas d'anatomie
  162. et l'interface haptique du robogami.
  163. Comme tous les autres
    robots reconfigurables,
  164. il est multi-tâche.
  165. Il va non seulement servir de souris,
  166. mais aussi d'interface haptique.
  167. Alors, par exemple,
    nous avons un fond blanc vide.

  168. C'est-à-dire qu'il n'y a pas de sensation,
  169. afin d'avoir une interface très flexible.
  170. Maintenant, je l'utilise comme une souris
    pour s'approcher de la peau,
  171. du bras musclé
  172. pour sentir les biceps,
  173. ou les épaules.
  174. Vous voyez maintenant
    à quel point il devient rigide.
  175. Explorons un peu plus.
  176. Approchons-nous de la cage thoracique.
  177. Dès que je remonte la cage thoracique
  178. et que je passe
    entre les muscles intercostaux,
  179. qui sont plus tendres et plus durs,
  180. je peux sentir la différence de raideur.
  181. Croyez-moi sur parole.
  182. Il est maintenant beaucoup plus rigide
    et renvoie plus de résistance
  183. vers le bout de mes doigts.
  184. Je vous ai fait une démonstration
    pour des surfaces immobiles.

  185. Et si je devais m'approcher
    d'un organe en mouvement,
  186. par exemple, d'un cœur qui bat ?
  187. Que ressentirais-je ?
  188. (Applaudissements)

  189. Ce cœur qui bat, c'est peut-être le vôtre.

  190. Cette interface peut se trouver
    à l'intérieur de votre poche
  191. quand vous achetez en ligne.
  192. Vous pourrez sentir la texture
    du pull que vous voulez acheter,
  193. comme il est doux,
  194. si c'est vraiment du cachemire ou non,
  195. ou celle du bagel que vous pensez acheter,
  196. comme il est dur ou croustillant.
  197. C'est maintenant possible.
  198. La technologie robotique évolue pour
    devenir plus personnalisée et adaptable,

  199. afin de s’adapter
    à nos besoins de tous les jours.
  200. Cette espèce unique
    de robots reconfigurables
  201. est le point de départ pour créer
    l'interface invisible et intuitive
  202. qui répondra à nos besoins précis.
  203. Ces robots ne ressembleront plus
    aux personnages de cinéma.
  204. A la place, ils seront
    ce que vous voulez qu'ils soient.
  205. Je vous remercie.

  206. (Applaudissements)