Chaque année, des milliers de menuisiers se blessent les mains et les doigts en effectuant des tâches dangereuses telles que le sciage.

Dans un effort pour minimiser les blessures et laisser les charpentiers se concentrer sur la conception et d'autres tâches plus vastes, une équipe du Laboratoire d'informatique et d'intelligence artificielle (CSAIL) du MIT a créé AutoSaw, un système qui permet aux non-experts de personnaliser différents éléments qui peuvent ensuite être construits à l'aide de robots.

Les utilisateurs peuvent choisir parmi une gamme de modèles de chaises conçus par des menuisiers, bureaux, et autres meubles. L'équipe dit qu'AutoSaw pourrait éventuellement être utilisé pour des projets aussi grands qu'une terrasse ou un porche.

"Si vous construisez une terrasse, vous devez couper de grandes sections de bois à longueur, et cela se fait souvent sur place, " déclare Jeffrey Lipton, postdoctorant du CSAIL, qui était l'auteur principal d'un article connexe sur le système. "Chaque fois que vous mettez une main près d'une lame, vous êtes en danger. Pour éviter cela, nous avons largement automatisé le processus à l'aide d'une scie sauteuse et d'une scie sauteuse."

Le système offre également une flexibilité pour la conception de meubles adaptés aux maisons et appartements à espace restreint. Par exemple, il pourrait permettre à un utilisateur de modifier un bureau pour se faufiler dans un salon en forme de L, ou personnalisez une table pour qu'elle s'intègre dans une microcuisine.

« Les robots ont déjà permis la production en série, mais avec l'intelligence artificielle (IA), ils ont le potentiel de permettre une personnalisation et une personnalisation de masse dans presque tout ce que nous produisons, " déclare Daniela Rus, directrice et co-auteure de CSAIL. " AutoSaw montre ce potentiel d'accès facile et de personnalisation en menuiserie. "

Le papier, qui sera présenté en mai à l'International Conference on Robotics and Automation (ICRA) à Brisbane, Australie, a été co-écrit par Lipton, Rus, et Ph.D. étudiante Adriana Schulz. Les autres co-auteurs incluent le professeur du MIT Wojciech Matusik, doctorat étudiant Andrew Spielberg, et de premier cycle Luis Trueba.

Comment ça fonctionne

Le logiciel n'est pas un concept étranger pour certains menuisiers. Le « contrôle numérique par ordinateur » (CNC) peut convertir des conceptions en nombres qui sont transmis à des outils spécialement programmés pour être exécutés. Cependant, les machines utilisées pour la fabrication CNC sont généralement grandes et encombrantes, et les utilisateurs sont limités à la taille des outils CNC existants.

Par conséquent, de nombreux menuisiers continuent d'utiliser des scies à tronçonner, puzzles, et d'autres outils à main à faible coût, facile à déplacer, et simple à utiliser. Ces outils, bien qu'utile pour la personnalisation, exposent toujours les personnes à un risque élevé de blessure.

AutoSaw s'appuie sur les connaissances d'experts pour la conception, et la robotique pour les tâches de coupe les plus risquées. Utilisation du système de CAO existant OnShape avec une interface de modèles de conception, les utilisateurs peuvent personnaliser leurs meubles pour des choses comme la taille, solidité, et esthétique. Une fois la conception finalisée, il est envoyé aux robots pour assister le processus de coupe à l'aide de la scie sauteuse et de la scie sauteuse.

Pour couper le bois, l'équipe a utilisé un logiciel de suivi des mouvements et de petits robots mobiles, une approche qui prend moins de place et est plus rentable que les grands bras robotiques.

Spécifiquement, l'équipe a utilisé un Roomba modifié avec une scie sauteuse pour couper du bois de n'importe quelle forme sur une planche. Pour le hachage, l'équipe a utilisé deux youBots Kuka pour soulever la poutre, placez-le sur la tronçonneuse, et couper.

"Nous avons ajouté des préhenseurs souples aux robots pour leur donner plus de flexibilité, comme celui d'un charpentier humain, " dit Lipton. " Cela signifiait que nous pouvions compter sur la précision des outils électriques au lieu des robots à corps rigide. "

Une fois que les robots ont fini de couper, l'utilisateur assemble ensuite le nouveau meuble en suivant les instructions pas à pas du système.

Démocratiser le mobilier sur mesure

Lors du test du système, les simulations des équipes ont montré qu'elles pouvaient construire une chaise, cabanon, et pont. En utilisant les robots, l'équipe a également réalisé un tableau avec une précision comparable à celle d'un humain, sans qu'une vraie main ne s'approche d'une lame.

"Il y a eu de nombreuses réalisations récentes d'IA dans des environnements virtuels, comme jouer au Go et composer de la musique, " dit Hod Lipson, professeur de génie mécanique et de science des données à l'Université Columbia. « Systèmes pouvant fonctionner dans des environnements physiques non structurés, comme ce système de menuiserie, sont notoirement difficiles à faire. C'est vraiment un pas en avant fascinant."

Bien qu'AutoSaw soit toujours une plateforme de recherche, à l'avenir, l'équipe prévoit d'utiliser des matériaux tels que le bois, et intégrer des tâches complexes telles que le perçage et le collage.

"Notre objectif est de démocratiser la personnalisation du mobilier, " dit Schulz. "Nous essayons d'ouvrir un domaine d'opportunités afin que les utilisateurs ne soient pas liés à ce qu'ils ont acheté chez Ikea. Au lieu, ils peuvent faire ce qui correspond le mieux à leurs besoins."

Cette histoire est republiée avec l'aimable autorisation de MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), un site populaire qui couvre l'actualité de la recherche du MIT, innovation et enseignement.