Un robot établit le record Guinness : il place 100 000 dominos en 24 heures
Un nouveau robot, connu sous le nom de Dominator (Domino Robot, Dominator), a établi le record Guinness en plaçant 100 000 dominos en un peu plus de 24 heures. Le Dominator a été créé par le blogueur YouTube et ancien ingénieur de la NASA Mark Robert. Le robot est le fruit d'un travail long et difficile. Pour concevoir ce robot inhabituel, Robert a été aidé par deux étudiants de première année de l'université de Stanford et par un ingénieur logiciel.
L'essentiel du projet
L'équipe a programmé plus de 14 000 lignes de code et équipé le robot de composants tels que des roues omnidirectionnelles et des entonnoirs imprimés en 3D, afin de créer un « robot amical, très doué pour une seule chose : aligner une tonne de dominos vraiment vite ».
Contrairement au champion professionnel de dominos Lily Hevesh, le Dominator utilise sa capacité à poser 300 tuiles simultanément pour travailler environ 10 fois plus vite qu'un humain. Il a fallu au robot environ deux heures pour placer plus de 9 000 dominos.
Bien que le Dominator soit le visage du projet, l'essentiel de son efficacité repose sur un mécanisme de tri distinct, composé d'un bras robotisé Kuka et de près de 5 km de pistes Hot Wheels. Une série de convoyeurs trie les dominos par couleur avant que le bras ne les place dans la gouttière correspondante. Lorsque le Dominator arrive à la station de réapprovisionnement, la plateforme inférieure s'écarte, chargeant instantanément dans ses entonnoirs imprimés en 3D tous les dominos nécessaires pour en poser 300 d'un coup. Ainsi, les temps d'arrêt sont réduits au minimum.
Point culminant du projet : une équipe de sept constructeurs de dominos expérimentés met environ une semaine pour réaliser une fresque inspirée de Super Mario Bros., tandis que le Dominator a mis un peu plus d'une journée.
Histoire de la genèse
Tout ce projet a commencé en mai 2019. Après une conférence, on a demandé à Mark Robert ce qu'il avait toujours voulu faire sans y parvenir. Il a répondu qu'il rêvait d'un robot capable de poser des tonnes de dominos dans une salle de sport en une nuit, mais qu'il avait tenté de créer plusieurs prototypes sans succès.
Alex Baucom, passionné de robotique, d'ingénierie et de science, a alors envoyé un e-mail à Robert pour lui dire qu'il pouvait l'aider sur un projet de ce type. Deux étudiants de l'université de Stanford se sont également intéressés au travail sur le projet, et c'est ainsi qu'est née l'équipe.
Après le premier « remue-méninges », les chercheurs ont rencontré plusieurs problèmes évidents : l'ampleur du projet et la localisation. Au départ, Mark voulait poser au moins 100 000 dominos. Dans les premiers prototypes, le robot transportait tous les dominos et les posait un par un. En calculant, 100 000 dominos pèsent environ 850 kg, et les poser un à un pourrait prendre 3,5 jours sans interruption. De plus, le robot devait placer les dominos assez près pour qu'ils puissent se faire tomber, mais pas assez près pour renverser ceux déjà posés.
Le robot devait donc connaître sa position avec une grande précision. Un autre problème sérieux était d'assurer une conduite précise. Après de longs essais et plusieurs prototypes, toutes les pièces du robot étaient en place. Il restait à passer à des tests à plus grande échelle et à découvrir ce qui pouvait casser.
La version finale du robot a mieux su se localiser en se déplaçant dans l'entrepôt grâce à des capteurs qui ont considérablement amélioré le suivi angulaire sur de longues distances. Les ingénieurs ont ajouté des fonctions de « sécurité », comme la coupure automatique des moteurs pour empêcher le robot de rouler sur les dominos en cas de problème de communication.
Une fois tous les problèmes de fiabilité résolus, le robot s'est acquitté de sa tâche avec brio et a placé plus de 100 000 dominos en seulement 24 heures de fonctionnement.
Composition du Dominator
L'équipement du Dominator se compose de nombreuses pièces. Le corps principal est constitué d'un châssis avec une plaque d'appui en acier, sur laquelle est installé le système d'entraînement. À l'avant du robot se trouve un grand plateau qui sert à placer 300 dominos dans une grille. Les entonnoirs imprimés en 3D facilitent le placement des dominos dans la grille.
À l'arrière du robot se trouve un petit contrepoids, qui permet à la roue arrière de conserver une adhérence suffisante au sol pour éviter le dérapage. L'appareil se déplace sur trois roues omnidirectionnelles. Une commande spéciale de ces roues permet au robot de se déplacer librement dans n'importe quelle direction, ce qui est essentiel pour aligner précisément les dominos avant la pose de la partie suivante.
Des moteurs ClearPath ultra-précis et assez puissants sont reliés aux roues par une transmission à courroie 1:4, permettant aux roues de fournir un couple suffisant pour déplacer le robot, qui pèse 90 kg. Tous les moteurs sont alimentés par une paire de batteries lithium-polymère.
Côté électronique, le « cerveau » principal du robot fonctionne sur un Raspberry Pi 4, qui gère toutes les communications de haut niveau, les calculs lourds et la prise de décision. Il est relié via un concentrateur USB aux deux caméras dirigées vers le bas, aux capteurs GPS internes Marvelmind et au contrôleur de moteur ClearCore.
Tout ce qui précède concerne les principaux composants matériels du robot. Le logiciel du Dominator a été développé de zéro et réparti sur trois ordinateurs différents. L'un des composants principaux nécessaires au robot était la méthode de création de la trajectoire qu'il devait suivre. Les ingénieurs ont également développé un système de contrôle du robot sur mesure.
