Lorsque les ingénieurs de l'Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) en Suisse ont repensé le concept de « main », ils ont délibérément abandonné l'un des paramètres les plus fondamentaux : la main doit être fixée sur le bras. Ils ont développé une main robotique capable de se détacher du bras robotique, de ramper sur la surface comme une petite créature, et d'approcher et de saisir des objets dans presque toutes les directions, fournissant ainsi un nouvel outil opérationnel pour les futures tâches d'inspection et de maintenance industrielles.
Contrairement aux manipulateurs traditionnels, qui sont fixés à l'extrémité du bras robotique, ce nouveau dispositif est un manipulateur « double mode » : il peut être utilisé comme un effecteur final ordinaire ou il peut se déplacer indépendamment après avoir été déverrouillé du bras robotique. Une fois détaché, il s'appuie sur des mouvements coordonnés entre ses doigts pour ramper, se tourner et se repositionner dans différentes directions pour s'approcher activement de l'objet cible. Cette conception brouille dans une certaine mesure les frontières entre les « membres » et les « machines mobiles » et est considérée par l'équipe de recherche comme une évolution pragmatique de la forme du robot plutôt que comme un concept de science-fiction.
Le projet est dirigé par Gao Xiao, qui a mené des recherches à l'EPFL et qui travaille désormais à l'Université de Wuhan. Il a déclaré au Financial Times que l'objectif de l'équipe est de repousser les limites de ce que les « mains » – qu'elles soient biologiques ou mécaniques – peuvent accomplir dans les tâches opérationnelles. Contrairement aux mains humaines, qui s’appuient sur un seul pouce pour s’opposer aux autres doigts, chaque doigt de cette main robotique peut former une relation d’opposition avec n’importe quel autre doigt. Cette structure à contre-doigt confère au système une flexibilité bien plus grande que la main humaine, lui permettant de basculer entre différentes combinaisons de doigts pour manipuler avec précision les cibles de diverses manières, telles que le pincement, le serrage ou le levage.
En termes d'innovation structurelle, cette main a également la capacité de « saisir dans les deux sens, avant et arrière », ce que les mains humaines n'ont pas. Les doigts humains sont physiologiquement incapables de saisir efficacement les objets dans la direction dorsale de la paume, mais ce système peut maintenir les objets de manière stable dans les directions avant et arrière. Non seulement cela lui permet de saisir plusieurs objets en même temps, mais cela ouvre également de la place au « multitâche avec la même main » lors de la manipulation d'outils et de cibles.
Dans la démonstration expérimentale, cette main robotisée a effectué un certain nombre de tâches opérationnelles qui nécessitent généralement la coopération de deux mains humaines, telles que dévisser le bouchon de la bouteille tout en fixant le corps de la bouteille, ou appliquer un couple avec un autre outil tout en stabilisant la pièce. En programmant de manière flexible les combinaisons opposées de différents doigts, il peut simuler, voire surpasser certains modes de fonctionnement dans les scénarios traditionnels de collaboration à deux mains.
Gao Xiao a souligné que le point de départ de la conception de l’équipe était le « contrôle fonctionnel » plutôt que les objectifs de furtivité ou de surveillance. Les chercheurs pensent que ses scénarios d'application les plus potentiels se situent en première ligne dans l'industrie : inspection de l'état à l'intérieur de pipelines ou d'équipements, démontage et assemblage de pièces de maintenance, ou récupération de pièces tombées dans des espaces étroits. Dans ces applications, les bras robotisés traditionnels ou les opérateurs humains ne peuvent souvent pas pénétrer sur le site, tandis que de petites « mains rampantes » mobiles indépendamment peuvent accéder et exploiter des endroits difficiles d'accès.
L’équipe de recherche envisage que les futurs systèmes robotiques pourraient combiner des plates-formes mobiles avec de telles mains robotiques amovibles. La plate-forme mobile est chargée d'inspecter et d'accéder aux équipements dans des sites complexes, tandis que la main du robot se détache de la plate-forme ou du bras robotique lorsque cela est nécessaire et s'enfonce profondément dans des espaces étroits pour effectuer des tâches telles que nettoyer les débris, actionner les vannes ou saisir l'équipement. Cette structure de division du travail et de collaboration devrait améliorer l’adaptabilité et le taux d’achèvement des tâches des systèmes d’automatisation industrielle dans des environnements complexes.
Ces travaux ont également attiré l'attention de la communauté robotique. Digby Chappell, professeur agrégé à l'Institut de robotique de l'Université d'Oxford, a déclaré que cette main robotique est « intéressante et provocatrice » et qu'elle a une signification éclairante dans des domaines tels que l'automatisation industrielle et la recherche sur les prothèses. Il a souligné que même si la vitesse d'exploration du prototype n'est pas très rapide à l'heure actuelle, sa capacité à réaliser une synergie entre « mouvement et préhension » redéfinit déjà la forme possible de « mains robotiques ».
Actuellement, cette « main rampante » est encore au stade de prototype en laboratoire. Cependant, elle a clairement montré une voie complètement différente de l'imitation de l'anatomie humaine : la prochaine étape de la robotique ne se limitera peut-être plus à "comme les humains", mais évoluera dans une direction plus adaptable, polyvalente et modulaire autour des besoins industriels et pratiques.