Boston Dynamics a repensé la main du robot Atlas : trois doigts et un pouce, 13 degrés de liberté, et plus d'auriculaire. La précédente main d'Atlas comptait trois doigts et 7 degrés de liberté. Selon l'entreprise, cette nouvelle conception est pensée pour un usage intensif, une réparation peu coûteuse et une fabrication à l'échelle de dizaines, voire de centaines de milliers d'exemplaires.
Ce qui change par rapport à la précédente main
La main précédente d'Atlas savait réaliser quelques prouesses inhabituelles avec ses trois doigts, mais il s'agissait d'un matériel de recherche, jamais conçu pour la production en série. Faire évoluer Atlas vers un produit commercial a fait surgir des questions que l'équipe de recherche pouvait jusque-là mettre de côté : comment construire une main capable de tout faire, tout en restant robuste, fiable et abordable ?
La nouvelle main y répond par une refonte complète plutôt que par l'ajout d'un simple doigt. Les degrés de liberté passent de 7 à 13. La main compte quatre éléments, trois doigts et un pouce, et ne cherche pas à imiter l'apparence d'une main humaine.
Boston Dynamics détaille son cahier des charges. La main doit pouvoir accomplir un large éventail de tâches utiles, y compris manier des outils. Elle doit être solide et robuste, et se simuler sans difficulté. Elle doit pouvoir être fabriquée et réparée à un coût durablement bas. Son format doit aussi rester suffisamment proche de celui d'une main humaine pour que des démonstrations humaines servent à l'entraîner. Ressembler à une main humaine sur le plan esthétique ne fait pas partie de ces objectifs.
Pourquoi l'auriculaire a disparu et les doigts s'écartent
Alberto Rodriguez, directeur du comportement robotique chez Boston Dynamics, explique que la suppression de l'auriculaire a été une décision simple. Son équipe a passé une journée avec l'auriculaire scotché à l'annulaire et en a conclu que ce doigt était superflu.
L'équipe a ajouté un quatrième élément parce que le travail l'exigeait. Selon Rodriguez, un doigt devait pouvoir s'opposer à un autre. La main devait aussi saisir la poignée d'un outil à gâchette, catégorie qui comprend les perceuses et les chalumeaux de soudage. Pour y parvenir, les doigts peuvent s'écarter largement.
Cet écartement dépasse ce que permet une main humaine. Rodriguez affirme que l'apprentissage par renforcement peut découvrir des usages à ces mouvements surhumains supplémentaires et les exploiter. Il ajoute que, du point de vue produit, la main doit pouvoir faire tout ce dont l'entreprise a besoin dans un avenir prévisible.
Des actionneurs conçus pour la réparation et la production en volume
Conserver 13 degrés de liberté, soit moins que les mains plus anthropomorphes, permet à Boston Dynamics d'employer des actionneurs moins nombreux, plus gros et plus puissants. Ils sont placés directement dans les articulations, en entraînement direct. La transmission autorise la rétro-entraînabilité des moteurs, de sorte que la main peut réagir aux efforts et aux contacts.
Chaque bloc d'actionneur forme une unité unique, facile à remplacer. La main ne comporte ni tendons fragiles ni câbles traversant les articulations, susceptibles de s'étirer et de rompre. Fiabilité, industrialisation et coût sont étroitement liés, et cette architecture répond aux trois à la fois.
Rodriguez indique que l'équipe cherche désormais à déterminer quels détails de conception doivent évoluer pour produire 100 000 mains par an. Ce chiffre décrit le travail en cours, pas une série de production.
Ce que la main d'Atlas change pour la robotique humanoïde
La main d'Atlas est un pari assumé contre l'allure dominante des mains de robots humanoïdes. Plusieurs autres entreprises du secteur ont conçu des mains qui copient fidèlement l'anatomie humaine, et certaines ont réalisé des manipulations dextres que des observateurs chevronnés jugent remarquables. L'argument de Rodriguez est que ces conceptions sacrifient la fiabilité et la productibilité. Loger tout ce dont une main a besoin dans un format à taille humaine la rend souvent fragile, coûteuse, ou les deux. Pour l'instant, cela réserve surtout ces mains à la recherche et aux démonstrations.
Boston Dynamics fait le compromis inverse. L'entreprise renonce à l'apparence humaine et à une partie des degrés de liberté, et gagne des modules d'actionneurs remplaçables, l'absence de tendons et une voie vers la production en volume. Chaque choix découle d'un objectif produit clairement énoncé, ce qui fait la cohérence de la conception. La décision sur l'auriculaire est née d'un test pratique, non d'une idée préconçue de ce à quoi une main devrait ressembler.
La conception conserve toutefois un lien avec les capacités humaines. Comme la main reste proche du format humain, les démonstrations humaines peuvent encore servir à l'entraînement. L'écartement supplémentaire laisse ensuite à l'apprentissage par renforcement la latitude de trouver des mouvements qu'une main humaine ne pourrait pas exécuter. La question technique centrale que soulève cette conception est de savoir dans quelle mesure ces deux voies d'entraînement se combinent bien.
Beaucoup reste à prouver. L'annonce, telle qu'elle est décrite, ne donne ni prix, ni poids, ni charge utile, ni force de préhension pour la main. Elle ne rapporte aucun essai d'endurance ni donnée de terrain. L'affirmation selon laquelle la main peut faire tout ce dont Atlas aura besoin dans un avenir prévisible relève de la conviction de Rodriguez, pas d'un résultat mesuré. Les 100 000 unités par an constituent un objectif vers lequel l'équipe travaille, et les changements nécessaires pour l'atteindre ne sont pas encore arrêtés.
La comparaison avec les mains de type humain n'a pas non plus été testée directement. Rien dans l'annonce ne montre que la main d'Atlas égale la manipulation fine démontrée par des conceptions plus anthropomorphes. Rodriguez lui-même reconnaît que toutes les entreprises de robots humanoïdes ne feront pas les mêmes arbitrages, et qu'il reste de la place pour la créativité dans la conception des mains. Le critère le plus utile sera de savoir si des mains construites ainsi résistent au déploiement et peuvent être réparées et produites au coût annoncé. Si les humanoïdes dotés de mains doivent passer à l'échelle, un compromis est inévitable, et Boston Dynamics a désormais montré lesquels elle est prête à faire.