GM et la NASA s'associent pour concevoir des gants robotisés pour la main humaine
La technologie Robonaut : bientôt dans votre établissement concessionnaire ou dans la station spatiale
General Motors et la NASA participent à un projet conjoint qui vise à concevoir un gant robotisé que pourront utilisés les techniciens automobiles et les astronautes pour les aider à effectuer efficacement leurs tâches et en diminuant les risques de blessures répétées.
Le dispositif de préhension robotisé (Human Grasp Assist), aussi connu sous le nom de K-glove ou Robo-Glove, est un gant issu du projet Robonaut 2 (R2) de GM et de la NASA. Le R2 est le premier « robot humanoïde » lancé dans l'espace en 2011, et il est désormais un résident permanent de la station spatiale internationale.
Lorsque les ingénieurs, les chercheurs et les scientifiques de GM et de la NASA ont débuté leurs travaux dans le cadre du projet R2 en 2007, l'une des exigences consistait à créer un robot capable de manipuler des outils conçus pour l'homme, pour les astronautes et les travailleurs terrestres. L'équipe a réussi à donner au R2 un degré de dextérité sans précédent grâce à des capteurs et des actionneurs de pointe ainsi qu'à des tendons synthétiques similaires aux nerfs, aux muscles et aux tendons de la main humaine.
Des recherches ont démontré que le fait de saisir longtemps un outil causait une fatigue des muscles de la main en quelques minutes seulement. Les essais préliminaires du Robo-Glove indiquent que le porteur du gant peut saisir un outil pendant une plus longue période, et en tout confort.
« Lorsque le Robo-Glove sera achevé, il permettra de réduire la force nécessaire à un travailleur de l'automobile pour actionner un outil pendant une longue période ou lors de travaux répétitifs, a affirmé Dana Komin, directrice de l'ingénierie de fabrication de GM, Stratégie et exécution de la stratégie d'automatisation. Ainsi, on pense réduire les risques de blessures causées par des travaux répétitifs. »
Par exemple, supposant qu'un astronaute travaillant hors de la station spatiale dans sa combinaison spatiale pressurisée ou qu'un opérateur sur une chaîne de montage doive utiliser une force de 6 à 10 kilogrammes pour maintenir en fonction un outil lors d'une tâche donnée. Avec le gant robotisé, il n'aura qu'à appliquer une force de deux à quatre kilogrammes.
« Ce prototype est une occasion rêvée pour mon équipe responsable des combinaisons spatiales d'explorer de nouvelles avenues, en plus de nous faire découvrir de nouvelles possibilités en matière de travaux extravéhiculaires », a affirmé Trish Petete, chef divisionnaire, division des systèmes thermiques et d'équipage, Johnson Space Center de la NASA.
Issus du système d'activation tactile du R2, les actionneurs ont été intégrés dans la partie supérieure du gant afin de permettre aux doigts humains de saisir des objets. Les capteurs de pression, similaires à ceux qui donnent au R2 son sens du toucher, ont été intégrés dans le bout des doigts du gant pour détecter la saisie d'un outil. Lorsque l'utilisateur empoigne l'outil, les tendons synthétiques se rétractent automatiquement, poussant ainsi les doigts en position pour serrer et les maintenant en position jusqu'à ce que le capteur soit relâché.
GM et la NASA ont soumis 46 brevets pour le R2, dont 21 pour la main et quatre pour le gant Robo-Glove.
Le premier prototype du gant a été réalisé en mars 2011, et une deuxième génération trois mois plus tard. Le tissu du gant a été conçu par Oceaneering Space Systems, la même entreprise qui a développé la peau du R2.
Les prototypes actuels pèsent environ un kilogramme et intègrent les commandes électroniques, les actionneurs et un afficheur servant à la programmation et au diagnostic. Une simple pile au lithium-ion pour outil mécanique fixée à une sangle au poignet est utilisée pour alimenter le système. Un prototype de troisième génération, qui sera doté de composants repensés visant à réduire la taille et le poids du système, est en cours de développement.
« Nous tentons sans relâche de trouver des façons d'accroître la sécurité et la productivité dans les ateliers », a affirmé Dana Komin. Notre objectif est d'offrir un jour cette technologie dans les ateliers. »
La NASA et GM sont des partenaires de longue date et leur collaboration a commencé dans les années 1960 avec le développement de systèmes de navigation pour les missions Apollo. GM a également joué un rôle important dans la conception du véhicule Rover lunaire, le premier véhicule utilisé sur la lune.