Des chercheurs concoivent une peau artificielle pour aider les robots à “sentir”

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Des chercheurs concoivent une peau artificielle pour aider les robots à

Des chercheurs de l’Université nationale de Singapour ont annoncé mercredi qu’ils menaient des travaux visant à donner aux robots le sens du toucher grâce à une peau artificielle. Les deux chercheurs, qui sont également membres de la communauté de recherche neuromorphique d’Intel (INRC), ont présenté des recherches qui démontrent les promesses de la vision et de la détection tactile basées sur les événements, combinées avec le traitement neuromorphique d’Intel pour la robotique.

La majorité des robots actuels fonctionnent uniquement sur la base du traitement visuel et n’ont pas les capacités dont disposent les humains en ce qui concerne le sens du toucher.

Les chercheurs espèrent changer cela en utilisant leur peau artificielle, que l’Université de Singapour décrit comme étant capable de détecter les contacts plus de 1 000 fois plus vite que le système nerveux sensoriel humain. La peau artificielle, selon les universitaires, peut également identifier la forme, la texture et la dureté des objets « 10 fois plus vite qu’un clignement d’œil ».

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Rapprocher la robotique de l’humain

Mike Davies, directeur du laboratoire d’informatique neuromorphique d’Intel, a déclaré que cette recherche donne un aperçu de l’avenir de la robotique où l’information est à la fois détectée et traitée de manière événementielle. « Ces travaux s’ajoutent à un ensemble croissant de résultats montrant que l’informatique neuromorphique peut apporter des gains significatifs en termes de latence et de consommation d’énergie une fois que l’ensemble du système est reconfiguré selon un paradigme basé sur les événements, couvrant les capteurs, les formats de données, les algorithmes et l’architecture matérielle », a-t-il déclaré.

L’Université de Singapour a déclaré que le fait de permettre un sens du toucher semblable à celui de l’homme dans la robotique pourrait améliorer considérablement les fonctionnalités actuelles, en donnant l’exemple de bras robotiques équipés d’une peau artificielle qui pourrait facilement s’adapter aux changements des biens fabriqués dans une usine, en utilisant la détection tactile pour identifier et saisir des objets peu familiers avec la bonne quantité de pression pour éviter de glisser.

« La capacité à ressentir et à mieux percevoir l’environnement pourrait également permettre une interaction plus étroite et plus sûre entre l’homme et le robot, comme dans les professions de soins, ou nous rapprocher de l’automatisation des tâches chirurgicales en donnant aux robots chirurgicaux le sens du toucher qui leur fait défaut aujourd’hui », a déclaré l’université.

Puces neuromorphes d’Intel

Intel aide les chercheurs en fournissant une puce qui est déployée à l’intérieur du robot pour aider à tirer des conclusions précises à partir des données sensorielles de la peau en temps réel. « La fabrication d’un capteur de peau artificielle ultra rapide résout environ la moitié du puzzle qui consiste à rendre les robots plus intelligents », explique le professeur adjoint Benjamin Tee du Département de science et d’ingénierie des matériaux et de l’Institut d’innovation en santé de l’université de New York.

« Ils ont également besoin d’un cerveau artificiel qui peut finalement réaliser la perception et l’apprentissage comme une autre pièce essentielle du puzzle. Notre démonstration unique d’un système de peau d’IA avec des puces neuromorphes telles que l’Intel Loihi constitue un grand pas en avant vers l’efficacité énergétique et l’extensibilité. »

En utilisant la puce de recherche neuromorphique Loihi d’Intel dans leur première expérience, les chercheurs ont utilisé une main robotisée munie de la peau artificielle pour lire le braille, en transmettant les données à Loihi via le cloud pour convertir les micro-bosses ressenties par la main en une « signification sémantique ». Selon Intel, Loihi a atteint une précision de plus de 92 % dans la classification des lettres en braille, tout en utilisant 20 fois moins de puissance qu’un processeur Von Neumann standard.

Combinaison des données visuelles et tactiles

En s’appuyant sur ces travaux, l’équipe de chercheurs a encore amélioré les capacités de perception robotique en combinant les données visuelles et tactiles avec un réseau de neurones de pointe. Pour ce faire, ils ont chargé un robot de classer divers récipients opaques contenant différentes quantités de liquide, en utilisant les entrées sensorielles de la peau artificielle et une caméra basée sur les événements. « En utilisant les mêmes capteurs tactiles et de vision, ils ont également testé la capacité du système de perception à identifier le glissement de rotation, qui est important pour une prise stable. »

Les données sensorielles capturées ont ensuite été envoyées à un GPU et à Loihi pour comparer les capacités de traitement. Les chercheurs ont constaté qu’en combinant la vision et le toucher basés sur des événements à l’aide d’un réseau neuronal à pointe, cela permettait une précision de 10 % supérieure dans la classification des objets par rapport à un système uniquement visuel.

« Nous sommes enthousiasmés par ces résultats. Ils montrent qu’un système neuromorphique est une pièce prometteuse du puzzle pour combiner plusieurs capteurs afin d’améliorer la perception des robots. C’est une étape vers la construction de robots efficaces et fiables qui peuvent réagir rapidement et de manière appropriée dans des situations inattendues », a ajouté le professeur adjoint Harold Soh, du département d’informatique de la NUS School of Computing.

Source : ZDNet.com

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