Des gants à tout faire

Pierre Deschamps
Juin 03, 2019
Écrit par Pierre Deschamps
Dans un article intitulé Libération de la main, l’ethnologue spécialiste de la Préhistoire André Leroi-Gourhan affirmait en 1956 que la main « apanage de l’homo faber, instrument du cerveau le mieux organisé de toute la série zoologique, libre de ses contraintes pédestres, est le symbole de l’évolution de l’homme […] la technicité, la pensée, la locomotion et la main apparaissent comme liées dans un seul phénomène auquel l’homme donne sa signification ».

 

La main, cet organe préhensible capable de saisir et de manipuler des objets, est de ce fait très important pour l’humain, d’autant plus que c’est aussi par les doigts qu’elle possède que s’effectue le toucher, un sens essentiel à toutes les étapes de la vie, et dans quantités de gestes, ceux de tous les jours comme ceux que nécessitent quantité d’activités, de loisir ou de travail. Des expressions telles « bien avoir en main », « prendre en main », « perdre la main » et tant d’autres témoignent d’ailleurs par le langage de l’importance de cet organe dont la perte de la motricité fine, par exemple, est souvent perçue comme une manifestation précoce de la dégradation du corps humain.

Aussi devons-nous saluer les travaux d’une équipe de chercheurs du MIT qui a récemment mis au point un gant rempli de capteurs pour manipuler divers objets, de manière à permettre à un système d'intelligence artificielle de reconnaître des objets uniquement par le toucher. Les informations pourraient être exploitées pour aider les robots à identifier et manipuler des objets, et pourraient aussi aider à la conception de prothèses.

Ce gant tricoté peu coûteux, appelé « gant tactile évolutif » ou STAG (pour Scalable Tactile Glove, en anglais), est équipé d'environ 550 capteurs minuscules sur presque toute la main. Chaque capteur capture les signaux de pression lorsque les humains interagissent avec les objets de différentes manières. Un réseau de neurones traite les signaux pour « apprendre » un ensemble de données de modèles de pression. Ensuite, le système utilise cet ensemble de données pour classifier les objets et prédire leurs poids uniquement par sensation, sans entrée visuelle nécessaire.

Dans un article récent publié dans la revue Nature, ces chercheurs du MIT décrivent un ensemble de données qu'ils ont compilé à l'aide de STAG pour 26 objets courants – notamment une canette de soda, des ciseaux, une balle de tennis, une cuillère, un stylo et une tasse. À l'aide de l'ensemble de données, le système a prédit l'identité des objets avec une précision allant jusqu'à 76 %. Le système peut également prédire le poids correct de la plupart des objets avec un écart d’environ 60 grammes.

Le STAG est laminé avec un polymère électriquement conducteur qui change de résistance à la pression appliquée. Les chercheurs ont cousu des fils conducteurs à travers les trous du film polymère conducteur, du bout des doigts à la base de la paume. Les fils se chevauchent de manière à les transformer en capteurs de pression. Lorsque quelqu'un qui porte le gant prend, lève, tient et laisse tomber un objet, les capteurs enregistrent la pression à chaque point.

Les fils du gant se connectent à un circuit externe qui traduit les données de pression en « cartes tactiles », qui sont essentiellement de brèves vidéos de points qui grossissent et se contractent sur le graphique d’une main. Les points représentent l'emplacement des points de pression et leur taille représente la force – plus le point est gros, plus la pression est grande.

Outre le fait que ce système de détection tactile pourrait être utilisé en combinaison avec la vision par ordinateur traditionnelle et des jeux de données basés sur des images pour donner aux robots une compréhension plus humaine de l'interaction avec des objets, il pourrait servir aux fabricants de prothèses pour potentiellement utiliser les informations pour, par exemple, choisir des emplacements optimaux pour placer des capteurs de pression et aider à personnaliser les prothèses en fonction des tâches et des objets avec lesquels les utilisateurs interagissent régulièrement.

Pour leur part, des chercheurs de la Stanford University School of Medicine et de Georgia Tech ont mis au point un gant pour traiter les symptômes de l’AVC (accident vasculaire cérébral). Il s’agit d’un gant vibrant qui stimulerait les nerfs et améliorerait les sensations et la fonctionnalité des mains et des bras des survivants d'un AVC. 

Le signe le plus évident qu'une personne a survécu à un accident vasculaire cérébral est généralement une difficulté à parler ou à marcher. Cependant, un autre défi peut avoir un impact encore plus grand sur la vie quotidienne des personnes : les victimes d’AVC perdent souvent la sensation de contrôle et de contraction musculaire d’un bras ou d’une main, ce qui rend difficile de se vêtir et de se nourrir, ou de manipuler des objets du quotidien, comme une brosse à dents ou une porte.

Les chercheurs qui ont travaillé sur un tel gant ont bon espoir que les stimulations pourraient avoir le même impact que des programmes d’exercice plus traditionnels. Le concept de base est que les utilisateurs portent le gant quelques heures par jour au quotidien, en allant au supermarché ou en lisant un livre à la maison, par exemple.

Dans un tout autre ordre d’idées puisque le beau temps est revenu (bien que nous sommes ici plutôt dans l’univers du gadget que celui de la science), soulignons qu’il existe un gant de golf munis de capteurs dont les lectures viseraient à améliorer la prise en main d’un bâton de golf. Il s’agit du SensoGlove, un gant fabriqué par la société du même nom dont tous les doigts, sauf celui du pouce, sont munis de capteurs qui déclenchent une alarme quand une trop grande pression est exercée sur le bâton. Le concept repose sur l'idée que pour frapper une balle à la distance requise, le golfeur doit saisir le bâton avec le bon niveau de bonne pression. Reste à savoir si la force du vent et la qualité du swing sont aussi prises en compte par cet accessoire extravagant !
http://news.mit.edu
https://scopeblog.stanford.edu
http://www.sensoglove.com/en/

 

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