Le problème que nous proposons de résoudre dans ce projet ambitieux est d’améliorer de façon manifeste les capacités manipulatoires des mains artificielles polyarticulées multidigitales. La première originalité réside dans les modes de pilotage proposés. Il s’agit de développer parallèlement deux méthodes bio inspirées complémentaires. La première méthode consiste à fusionner deux modes de commande maîtrisés pour l’un, par des roboticiens et pour l’autre, par des neurobiologistes. Le premier concerne la commande hybride en position et en force et le second est inspiré par la biologie et est basé sur un apprentissage adaptatif et progressif pour la manipulation des objets. Ces deux modes seront utilisés afin d’extraire, de mettre en application et de valider les principes bio-inspirés qui sont fonctionnellement nécessaires à la réalisation d’une manipulation artificielle versatile et de qualité. La seconde méthode, elle aussi bio-inspirée, nécessite une phase d’apprentissage de type « capture de configurations de prise » ou « capture de mouvement », puis consiste à appréhender la saisie et la manipulation à travers un répertoire de modèles inverses exploité par un sélecteur/séquenceur d’actions et un interpolateur de fonctions. L’intérêt d’intégrer ces deux méthodes sur un même contrôleur est d’obtenir au choix, suivant la tâche à réaliser, soit des séquences de manipulation fine issues de tâches planifiées, soit des séquences intuitives s’appuyant sur une base de connaissances pour la prise initiale et la saisie. La seconde originalité du projet est le développement d’une main artificielle de nouvelle génération, dont les spécifications seront dictées par les fonctions nécessaires, mises en évidence par l’étude neurobiologique. Compte tenu de l’expérience et des résultats déjà acquis par chacun des partenaires de ce projet, cette nouvelle main, optimal-actionnée, sera plus intégrée, moins coûteuse en énergie et plus légère, car elle associera de manière judicieuse des technologies mécaniques innovantes et adaptées. En outre ses capacités manipulatoires seront nettement améliorées par rapport à l’existant. Les nouvelles technologies et approches de pilotage développées et mises en oeuvre pour ce nouveau type de main légère et intégrée devraient avoir des répercussions importantes dans différents domaines d’application dans lesquels est impliqué notre partenaire industriel. A court terme, dans la préhension/manipulation industrielle d’objets avec des états de surface irréguliers/glissants, des densités très variables, pouvant être fragiles (poissons, confiserie, végétaux, fruits, surgelés…) et demandant un contrôle évolué des efforts appliqués. A court-moyen terme, dans l’assistance aux personnes et dans la robotique humanoïde pour la préhension d’objets au sein d’environnements réels composés d’objets très variés. A long terme, dans la réalisation d’une véritable prothèse de main performante, contrôlable par EMG/EEG, et adaptée à la préhension d’objets complexes (déformables, souples, mouillés…). Ce programme est structuré en 5 sous projets : (i) une évaluation, à l’aide de la main à 4 doigts et 16 d.d.l. du LMS, des capacités manipulatoires à partir d’une commande classique et d’une commande bio inspirée, (ii) une modélisation biomécanique et une synthèse cinématique, (iii) la définition et la conception d’une nouvelle architecture de main mécanique à partir de l’évaluation précédente, d’un modèle biomécanique et d’une synthèse cinématique (iii) le développement des deux méthodes de pilotage (iv) la réalisation, la mise en oeuvre et l’évaluation du nouveau démonstrateur et de ses modes de fonctionnement. Le présent projet scientifique est de type recherche fondamentale en manipulation dextre, mais tentera d’intégrer dès la phase (iii) les aspects techniques liés à un futur transfert industriel. La finalité de ce projet est de proposer plusieurs méthodes innovantes de pilotage d’une main dextre de nouvelle génération que nous nous proposons de réaliser et d’évaluer, et dont l’universalité permettra conjointement la saisie et la manipulation fine des objets de notre environnement courant en combinant phases d’empaumement et de manipulation en bout de doigts avec repositionnement.

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