Lorsque vous marchez dans un endroit bondé, les humains ne pensent généralement pas à la façon dont nous évitons de nous cogner les uns les autres. Nous sommes conçus pour utiliser une gamme de compétences complexes requises pour exécuter ces types de mouvements apparemment simples.

Maintenant, grâce aux chercheurs de la Cockrell School of Engineering de l'Université du Texas à Austin, les robots pourraient bientôt être en mesure d'expérimenter des fonctionnalités similaires. Luis Sentis, professeur agrégé au Département de génie aérospatial et de génie mécanique, et son équipe du Human Centered Robotics Laboratory ont démontré avec succès une nouvelle approche de l'équilibre de type humain dans un robot bipède.

Leur approche a des implications pour les robots qui sont utilisés dans tout, des interventions d'urgence à la défense en passant par le divertissement. L'équipe présentera ses travaux cette semaine à la Conférence internationale 2018 sur les robots et systèmes intelligents (IROS2018), la conférence phare dans le domaine de la robotique.

En traduisant une compétence dynamique physique humaine clé - le maintien de l'équilibre du corps entier - en une équation mathématique, l'équipe a pu utiliser la formule numérique pour programmer leur robot Mercury, qui a été construit et testé pendant six ans. Ils ont calculé la marge d'erreur nécessaire pour qu'une personne moyenne perde l'équilibre et tombe en marchant comme un simple chiffre :2 centimètres.

"Essentiellement, nous avons développé une technique pour apprendre aux robots autonomes à maintenir l'équilibre même lorsqu'ils sont touchés de manière inattendue, ou une force est appliquée sans avertissement, " a déclaré Sentis. " C'est une compétence particulièrement précieuse que nous, humains, utilisons fréquemment lorsque nous naviguons à travers de grandes foules. "

Sentis a déclaré que leur technique avait réussi à équilibrer dynamiquement les deux bipèdes sans contrôle de la cheville et les robots humanoïdes complets.

Un mouvement dynamique semblable à celui du corps humain est beaucoup plus difficile à réaliser pour un robot sans contrôle de la cheville que pour un robot équipé d'un système actionné, ou articulé, pieds. Donc, l'équipe de l'UT Austin a utilisé un contrôleur efficace pour tout le corps développé en intégrant des rotateurs (ou couples) cohérents en contact qui peuvent efficacement envoyer et recevoir des données pour informer le robot du meilleur mouvement possible à faire en réponse à une collision. Ils ont également appliqué une technique mathématique, souvent utilisée dans l'animation 3D pour obtenir des mouvements réalistes à partir de personnages animés, connue sous le nom de cinématique inverse, ainsi que des contrôleurs de position de moteur de bas niveau.

Mercure a peut-être été adapté aux besoins spécifiques de ses créateurs, mais les équations fondamentales qui sous-tendent cette technique dans notre compréhension de la locomotion humaine sont, en théorie, universellement applicable à toute recherche comparable en intelligence artificielle incarnée (IA) et en robotique.

Comme tous les robots développés dans le laboratoire de Sentis, le bipède est anthropomorphe - conçu pour imiter le mouvement et les caractéristiques des humains.

"Nous choisissons d'imiter le mouvement humain et la forme physique dans notre laboratoire parce que je pense que l'IA conçue pour être similaire aux humains donne à la technologie une plus grande familiarité, " dit Sentis. " Ceci, à son tour, nous rendra plus à l'aise avec le comportement robotique, et plus nous pouvons comprendre, plus il sera facile de reconnaître à quel point l'IA a du potentiel pour améliorer nos vies."

La recherche a été financée par l'Office of Naval Research et UT, en partenariat avec Apptronik Systems, une société dont Sentis est co-fondateur.