Cao Quoc Khanh, étudiant à l'Université de l'industrie alimentaire de Ho Chi Minh-Ville, a créé un bras robotisé qui imite les mouvements de base du bras humain, destiné à être utilisé dans les usines et pour aider les patients.
Ce bras robotisé a été conçu par Khanh, étudiant en dernière année de génie du contrôle et de l'automatisation à la Faculté de génie électrique et électronique, à la fin de l'année dernière. Il vise à assister les utilisateurs dans leurs tâches en environnements difficiles, tels que les zones à haute température ou contenant des gaz toxiques, en laboratoire ou en usine. Ce produit peut également aider les personnes handicapées qui ne peuvent pas se déplacer dans leur chambre. Elles peuvent utiliser le bras robotisé pour contrôler la distribution de nourriture et de boissons.
Le bras robotique créé par Khanh a une forme osseuse similaire à un bras humain, fabriqué en plastique PLA (acide polylactique) imprimé en 3D.
Khanh a expliqué que le plastique PLA est dur, durable et économique, ce qui permet au bras de bouger plus fermement et avec plus de souplesse. À l'intérieur du bras se trouvent cinq servomoteurs reliant les doigts à un système de lignes de pêche de petite taille, mais capables de supporter une force de plus de 200 livres, soit près de 100 kg. Ce système est considéré comme un « tendon » contrôlant l'ensemble du mouvement du bras.
Lorsque l'utilisateur bouge sa main, la caméra 8 mégapixels enregistre l'image et la transmet à la carte de traitement du signal Raspberry Pi pour contrôler le mouvement du bras en fonction du mouvement extérieur réel. À l'intérieur du bras, des tendeurs assurent une tension constante de la force de préhension des doigts, réduisant ainsi la force de traction exercée par l'engrenage du moteur et évitant ainsi la surchauffe du boîtier du moteur en fonctionnement continu.
Cao Quoc Khanh teste le contrôle gestuel d'un bras robotisé. Vidéo : Ha An
L'auteur explique qu'en raison de l'utilisation de la carte Raspberry Pi, le système fonctionne avec un délai d'environ une seconde pour exécuter les gestes de la main après le signal de l'utilisateur. Pour limiter cet inconvénient, Khanh explique que la mise au point prend du temps et qu'une carte plus réactive aux commandes permet de réduire ce délai. De plus, le nouveau bras robotique simule des mouvements du bout des doigts au coude, fonctionnant ainsi uniquement en coordonnées 2D. Le bras robotique doit être finalisé pour fonctionner des doigts à l'épaule, car en 3D, il peut effectuer des mouvements plus complexes et réalistes. « Ce produit nécessite des recherches plus poussées pour être plus rapide et plus sensible. À partir de ce bras, il peut devenir un robot complet capable d'interagir avec les humains », explique Khanh à propos des perspectives d'avenir de son premier produit.
Maître Tran Hoan, maître de conférences à la Faculté d'Électricité et d'Électronique de l'Université d'Industrie Alimentaire de Hô-Chi-Minh-Ville et chargé de cours, a estimé qu'il s'agissait d'une orientation de recherche utilisant le traitement d'images pour appliquer l'intelligence artificielle, susceptible de remplacer les capteurs conventionnels utilisés aujourd'hui pour contrôler les bras robotisés. Lors de la fabrication de produits, les étudiants acquerront des compétences en conception mécanique et une expérience en programmation de microcontrôleurs, ce qui leur sera très utile pour l'avenir.
Cependant, M. Hoan a expliqué que le produit a un rayon de mouvement limité et qu'il est nécessaire de développer davantage de moteurs pour que le bras puisse se déplacer à 360 degrés et gagner en flexibilité. « Pour ce faire, les étudiants doivent étudier la possibilité d'utiliser des moteurs plus petits et de repenser le bras afin d'avoir suffisamment d'espace pour accueillir les composants électroniques. »
Le bras robotisé a été présenté lors du concours de recherche scientifique pour étudiants de l'Université de l'industrie alimentaire de Hô-Chi-Minh-Ville, le 3 juin. Photo : Ha An
Le professeur associé Dr Truong Quang Vinh, expert en électricité et électronique, a déclaré que le produit utilisant l'algorithme pour reconnaître le squelette et les gestes de la main n'est pas nouveau et que la vitesse de traitement en temps réel est encore assez lente. Il a suggéré à l'auteur d'optimiser l'algorithme et de mettre à niveau le système matériel afin de faciliter le traitement des images et de fournir des résultats de reconnaissance du squelette de la main, afin d'atteindre la vitesse nécessaire pour que le robot puisse saisir des objets en temps réel.
Le produit de Khanh a remporté le prix d'encouragement du concours de recherche scientifique pour étudiants pour l'année scolaire 2022-2023 organisé par le département des sciences et technologies de l'université de l'industrie alimentaire de Ho Chi Minh-Ville le 3 juin.
Ha An
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