La pince au doigté délicat

Article du 23 avril 2015 

Projet de recherche | Photo : Festo, Würth Elektronik, IMS Chips

Les chercheurs du projet collaboratif KoSiF développent un « organe sensoriel » pour des pinces mécaniques. À cet effet, des composants électroniques flexibles sont enchâssés dans un film très mince. Dans le passé, de tels capteurs étaient rigides et ne pouvaient être fixés que difficilement sur des surfaces courbées.

Le nouveau système en revanche permet désormais d'y ancrer des objets flexibles. Ce système intelligent de capteurs permet d'évaluer les forces de préhension jusqu'au blocage mécanique de la pince et de détecter la taille de l'objet saisi. Une pince fait ainsi preuve de « doigté », pouvant saisir de manière ciblée et évaluer de façon sensorielle différents objets.

Développement d'un démonstrateur à pince adaptive

Depuis début 2013, Festo participe à ce projet en coopération avec plusieurs partenaires universitaires et industriels. Au cours de la première phase du projet, les chercheurs ont développé un démonstrateur d'application appelé « Smart Skin 1 ». Il repose sur la pince adaptive qui a déjà été utilisée dans l'assistant de manipulation bionique de Festo. Il est constitué de trois doigts flexibles à Fin Ray Effect®, qui s'adaptent aux objets les plus divers. « L'objectif du premier démonstrateur est d'équiper la pince d'un film mince intégrant des capteurs d'allongement sur la base de puces en silicium extrêmement minces, explique Stefan Saller, directeur du projet de recherche chez Festo. Au moment de la saisie, ces puces s'adaptent alors au changement de forme des doigts de la pince. »

Trois systèmes de film complexes

Un démonstrateur supplémentaire est monté au cours de la deuxième partie du projet. Il est constitué de trois systèmes de film proposant des fonctions bien distinctes. Le premier film, SmartSense, comprend quatre puces ultraminces pour la mesure d'allongement. « Comme la pince est adaptive, explique Stefan Saller, elle se déforme au cours de la saisie. Il en résulte un allongement que le système de mesure intelligent est capable de saisir et de mesurer avec une précision extrême. En même temps, le système offre encore d'autres fonctions, telles un traitement analogique des signaux et des opérations numériques. » Le deuxième film, SmartInkSense, repose sur des jauges d'extensibilité imprimées ; le troisième film, appelé SmartView, présente un écran flexible.

Celui-ci permet de visualiser des informations comme l'intensité des signaux radio, l'état de charge de l'accu et l'état de la pince. Les trois systèmes possèdent une interface radio qui assure l'échange des données de mesure et de configuration entre les films et la station de base. Présente dans les trois systèmes, une puce de contrôle ultramince commande les fonctions respectives. De plus, il existe une interface SPI qui permet d'échanger les données de configuration.

Selon les prévisions, le projet soutenu par le Ministère fédéral de l'Éducation et de la Recherche devrait être terminé mi 2016. La zone alimentaire constitue l'un des champs d'application potentiels de la pince. Grâce à la préhension adaptive contrôlée, elle est en mesure, par exemple, de procéder fiablement à une récolte agricole. Dans l'environnement industriel, il existe également de nombreuses applications qui peuvent profiter des propriétés particulières d'une telle pince adaptive.

La vidéo suivante montre la manière dont la saisie est surveillée (source : Festo, Würth Elektronik, IMS Chips) :

Photo de couverture haut : Festo, Würth Elektronik, IMS Chips