Des chercheurs du MIT ont créé un robot qui détecte les objets cachés

Des chercheurs du Massachusetts Institute of Technology ont mis au point un robot preneur qui combine vision et détection par radiofréquences (RF) afin de trouver et saisir des objets, même lorsqu'ils sont cachés à la vue. Cette technologie pourrait faciliter son déploiement dans les entrepôts du commerce électronique. 

Ces dernières années, les robots ont acquis la vision artificielle, le toucher et même l'odorat. Le professeur du MIT Fadel Adib a déclaré : « Les chercheurs donnent aux robots une perception humaine. Nous, nous essayons de leur donner une perception surhumaine ». 

Les scientifiques ont développé un robot qui utilise des ondes radio, capables de traverser les murs, pour détecter des objets cachés. Le robot RF-Grasp associe cette détection puissante à une vision par ordinateur plus classique pour repérer et saisir des objets qui, autrement, pourraient rester hors de vue. 

Ces progrès pourraient un jour simplifier le commerce électronique dans les entrepôts ou aider des robots à extraire un tournevis d'une boîte à outils en désordre. L'étude a été présentée en mai 2021 lors de la Conférence internationale IEEE sur la robotique et l'automatisation. 

Alors que le commerce électronique continue de croître, le travail dans les entrepôts reste généralement l'apanage des humains plutôt que des robots, malgré des conditions de travail dangereuses. En partie parce qu'il est difficile pour les robots de repérer et saisir des objets dans un environnement aussi encombré. Aujourd'hui, les deux principaux obstacles dans ce domaine sont la perception et la sélection. 

En n'utilisant que la vision optique, les robots ne peuvent pas remarquer la présence d'un objet emballé dans une boîte ou caché derrière un autre objet sur une étagère, car les ondes lumineuses visibles ne traversent évidemment pas les murs. Les ondes radio, elles, le peuvent. Pendant des décennies, l'identification par radiofréquence a servi à suivre toutes sortes de choses, des livres de bibliothèque aux animaux de compagnie. 

Les systèmes d'identification RF se composent de deux éléments principaux : le lecteur et l'étiquette. L'étiquette est une minuscule puce informatique qui est fixée ou, dans le cas des animaux de compagnie, implantée dans l'objet suivi. Le lecteur émet ensuite un signal radiofréquence qui est modulé par l'étiquette et renvoyé vers le lecteur. 

Le signal réfléchi fournit des informations sur l'emplacement et l'identité de l'objet étiqueté. Cette technologie s'est imposée dans les chaînes d'approvisionnement du commerce de détail : le Japon cherche à utiliser le suivi par radiofréquence pour presque tous les achats de détail d'ici quelques années. Les chercheurs ont compris que cette abondance de RF pouvait être un atout pour les robots, en leur offrant un autre moyen de percevoir. 

Selon les scientifiques, la RF est une manière de percevoir très différente de la vision, c'est pourquoi il serait une erreur de ne pas explorer ce qu'elle peut faire. Le robot RF Grasp utilise une caméra et un lecteur RF pour rechercher et saisir des objets étiquetés, même s'ils sont totalement invisibles pour la caméra. Il est composé d'un bras robotisé équipé d'une pince de préhension. 

La caméra est placée au poignet du robot. Le lecteur RF est indépendant du dispositif et transmet les données de suivi à l'algorithme de contrôle du robot. Ainsi, le robot collecte en permanence à la fois les données de suivi radiofréquence et une image visuelle de son environnement. L'intégration de ces deux flux de données dans le processus décisionnel du robot a été l'un des défis les plus importants rencontrés par les chercheurs. 

À chaque instant, le robot doit décider lequel de ces flux mérite le plus d'attention. Il ne s'agit pas simplement de coordonner l'œil et la main, mais la RF, l'œil et la main. Le robot lance le processus de recherche et d'extraction en envoyant une requête d'écho à l'étiquette RF de l'objet ciblé afin d'en déterminer la position. La séquence ressemble à ceci : vous entendez une sirène derrière vous et vous vous retournez pour la voir et mieux comprendre d'où vient ce son. 

Doté de deux sens complémentaires, RF Grasp vise l'objet cible. Lorsqu'il s'en approche et commence même à manipuler l'objet, la vision, qui offre un détail bien plus fin que la RF, prend le dessus dans la prise de décision du robot. 

RF Grasp a prouvé son efficacité lors d'une série de tests. Comparé à un robot similaire équipé uniquement d'une caméra, il pouvait identifier et saisir précisément l'objet cible avec un mouvement total environ deux fois moindre. De plus, l'appareil a démontré une capacité unique à « nettoyer » son environnement en écartant les emballages et autres obstacles sur son chemin pour atteindre la cible. 

Les chercheurs affirment que cela démontre l'« avantage injuste » de RF Grasp par rapport aux robots dépourvus de détection radiofréquence pénétrante. Un jour, ce robot pourrait fonctionner en permanence dans les entrepôts de préparation de commandes du commerce électronique. Sa détection RF pourrait même vérifier instantanément la nature d'un objet sans avoir à le manipuler, trouver le code-barres et le scanner. 

L'équipe de scientifiques envisage aussi des applications possibles à domicile, par exemple trouver la bonne clé Allen pour monter une chaise IKEA. Ou encore aider à retrouver des objets égarés. Le robot pourrait devenir un super Roomba capable de retrouver vos clés, où que vous les ayez posées.