Expressions des émotions par un robot

Comment humaniser un robot grâce aux expressions du visage ?

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Sommaire

I-Le robot par rétro-projection-Acquérir les informations-Traiter et communiquer les informations-Alimenter-Haut-parleurs et vidéoprojecteur-Masque

Introduction-Historique-La vallée dérangeante-Les expressions du visage humain

II-Le robot par moteurs et actionneurs pneumatiques-Acquérir les informations-Traiter et communiquer les informations-Alimenter-Mécanisme de la tête de KOBIAN

III-La peau artificielle-Fonctionnement de la peau artificielle-Fonctionnement général de la peau artificielle sensitive-Texture et pression-Combiner une peau artificielle flexible et sensitive-Détecter autre chose que le toucher-D'autres méthodes pour créer une peau artificielle

Conclusion

Lexique

Sources

IntroductionHistorique

1495 1973 1992 à 1997 2000 2005 2010 2012

Suivant

La vallée dérangeanteEn 1970, le roboticien Masahiro Mori publie un très court article mais très discuté dans le milieu des roboticiens. Il y expose sa théorie, selon laquelle plus un robot androïde est similaire à un être humain, plus ses imperfections nous paraissent monstrueuses. De ce fait, nous serons beaucoup plus à l'aise devant un robot clairement artificiel que devant un robot munit d'une peau, de vêtements et d'un visage semblant humain.

Cliquer sur les images pour de plus amples explications sur les robots

Plus une créature virtuelle ou un robot nous ressemble plus nous nous identifions à lui. Ce sentiment d'empathie est très faible pour un robot classique, elle croît pour une machine qui a des airs humains (comme un Transformer) et encore plus pour un personnage virtuel comme Mario. Un androïde qui nous imite à la perfection devrait donc susciter davantage d'empathie. Cependant c'est tout l'inverse : il nous fait peur et la courbe d'empathie chute brutalement. C'est ce qu'on appelle la vallée dérangeante.

Les expressions du visage humain

Les expressions d'un visage permettent à quelqu'un d'exprimer ses sentiments, sa pensée, autrement dit à communiquer avec les personnes qui nous entourent. Elles permettent de se faire comprendre sans forcément avoir besoin du langage. C'est un ensemble de signes qui traduisent des émotions grâce à la physionomie du visage. Pour expliquer les caractéristiques des 6 principales émotions et montrer les possibilités d'expression qu'il est possible de créer en assemblant ces différentes caractéristiques, nous vous proposons l'animation suivante :

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Visage neutre

SuiteDéplacez vous à l'aide des flèches

Le robot par rétroprojection

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Le robot par rétroprojection

Ce type de robot est utilisé par l'artiste Zaven Paré qui les met en scène pour explorer la vallée dérangeante

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Il est possible de créer un robot à partir de l'association des mouvements du visage montrée auparavant. Il s'agit de projeter des morceaux de film sur un masque transparent. Ce principe est réaliste, cependant ce type de robot est généralement contrôlé en direct par un être humain. Cela est rendu nécessaire par le manque d'évolution technologique de ces robots. Il existe des robots indépendants, mais leur capacité est très limitée (ils ne peuvent répondre, par exemple, qu'à des questions simples et pré-enregistrées).

Clavier/capteur

masque

Vidéo projecteur

haut-parleur

ordinateur communication

Alimentation

Sommaire

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I-Le robot par rétro-projection: Menu

Cliquer sur les image pour accéder aux parties

Le robot par moteurs et actionneurs pneumatiques

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Le robot par moteurs et actionneurs pneumatiques

Aujourd'hui, les robots humanoïdes s'utilisent de différentes manières. Mais qu'ils vous accueillent à l'entrée d'un musée ou d'un hôtel ou qu'ils assistent à des réunions à votre place par téléopération, ces robots sont dotés de moyens technologiques autant ingénieux qu'ils sont récents, par-conséquent nombreux d'entre eux sont brevetés et leurs secrets sont protégés. C'est pourquoi, il est très difficile de trouver des informations utiles pour comprendre leur fonctionnement.

Nous allons donc essayer de comprendre ce fonctionnement en comparant 2 robots, un plus récent que l'autre.

Kobian est un robot conçu en 2010 par l'université de Waseda au Japon.Il est capable de reproduire les principale émotions humaines, de façons plus rudimentaires, qui sont au nombre de 7 : le bonheur, la colère, le dégoût, la tristesse, la peur, la surprise, et le neutre.

Geminoid-F est un robot créé par l'université d'Osaka et le laboratoire ATR de Hiroshi Ishiguro.Conçu dans un souci d’extrême réaliste, Geminoid-F utilise la téléopération. Ce robot reproduit à la perfection les gestes et traits de l'acteur qui est derrière son ordinateur.

suite

II-Le robot par moteurs et actionneurs pneumatiques : Menu

Chaîne d'information

ACQUERIR TRAITER ET COMMUNIQUER

ALIMENTER DISTRIBUER, CONVERTIR ET TRANSMETTRE

AG

IR

Chaîne d'énergie et d'action

informations

suiteSommaire

Visage neutre

Mouvement du visage

Ordre de pilotage

La peau artificielle

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La peau artificielleLa peau artificielle flexible sera, à l’avenir, indispensable pour humaniser les robots, car elle permet de ne pas se retrouver devant un robot en métal, mais un robot disposant d’expressions du visage. Toutefois, la nouveauté de cette technologie empêchent l'acquisition de renseignements nécessaires C'est pourquoi, la partie qui va suivre parlera également de la peau artificielle sensitive, une autre méthode utilisée.

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III-La peau artificielle : Menu

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Fonctionnement de la peau artificielle

Fonctionnement général de la peau artificielle sensitive

Texture et pression

Combiner une peau artificielle flexible et sensitive

Détecter autre chose que le toucher

D'autres méthodes pour créer une peau artificielle

suite

Sommaire

conclusion

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De nos jours les robots humanoïdes sont de plus en plus ressemblant aux être humains. Les différences physionomiques entre les deux sont presque imperceptibles. Les expressions que peut réaliser un visage robotique tel que ceux présenté dans ce dossier sont extrêmement réaliste. La peau artificiel rend possible tout les mouvements du visage et permet de rapprocher le robot des Hommes.

Même si aujourd'hui les robots humanoïdes sont de plus en plus ressemblant à l'Homme, il existe toujours des défauts, dus au temps de réaction du robot, à ses gestes saccadés, qui engendre une certaine antipathie chez les Hommes envers ces robots. Malgré tout, les progrès en robotique ne cessent de croître. Il n'est donc pas possible aux jours d'aujourd'hui d'humaniser complètement les robots. Cela s'explique principalement par le fait que les robots ne ressentent pas d'émotions. Ils ne font qu'exécuter les volontés de l'Homme qui l’utilise.

Cependant, la ressemblance aux Hommes ne s'arrête pas seulement aux visage robotique. Il est possible de crée des robots qui ressemblent en apparence à un corps humains entier et qui ont une début d'intelligence.

LexiqueActionneurs pneumatiques  : actionneurs qui fonctionnent grâce à l'air comprimé

Aversion  :sentiment d'antipathie violente, voir de répulsion ressentit par quelqu'un à l'égard d'une Personne ou d'une catégorie de personnes.

Barométrique  : relatif à la barométrie qui est la science qui étudie la pression atmosphérique.

Batterie Li-Ion  : accumulateur Lithium-Ion

Degré de liberté  :possibilité de mouvement dans l'espace

Élastomère  :matériaux, d'origine naturelle ou synthétique, doué d’élasticité.

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Émotion : Les émotions sont un moyen de communiqué avec d'autre personne par le biais des expressions du visage. Elles permettent de dialoguer sans parole. A ne pas confondre avec les sentiments qui sont l'expression de se que nous aimons ou non. Les émotions permettent, par exemple, de montrer ses sentiments envers les autres.

Macroscopique  : qui se voit à l’œil nu

Microscopique  : qui appartient au domaine de la microphysique, très petit, minuscule.

Olfactif  : qui a un rapport à l'odorat

Plate-forme de robotique humanoïde  : zone où l'on étudie la robotique humanoïde

Structure de cardan  :l'ensemble d'un mécanisme

Téléopération:opération pratiqué à distance à l'aide, dans notre cas, d'une camera.

Nous tenons à remercier M.Zaven Paré pour son aide généreuse dans nos recherches documentaires.

Réalisé par : Cocagne Simon, Maucorps Jean-Loup

et Bastian Lisrin

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SourcesSOUSSI – Les robots humains arrivent – soussi-imed [en ligne] – Samedi 4 Novembre 2006 [consulté le 16/01/2014]. - URL: http://soussi-imed.over-blog.com/article-4416503.html

HIROSHI Ishiguro – Hiroshi Ishiguro Laboratories – geminoid [en ligne] – 2010 [consulté le 07/03/2014]. - URL : http://www.geminoid.jp/en/index.html

Auteur inconu – Histoire de la robotique – gotronic [en ligne] – solution e-commerce Arobases, 2010 [consulté le 01/03/2014]. - URL : http://www.gotronic.fr/ins-histoire-de-la-robotique-49.htm

MARKS, Paul. – Un peu de peau artificielle. – courier international [en ligne]. – Courier international, 12 Mai 2010 [consulté le 13/11/2013]. - URL : http://www.courrierinternational.com/article/2010/05/12/un-peu-de-peau-artificielle

KAMIEU NOUMI, Emeric. – Les chercheur créent une peau artificielle flexible. – Tech-Connect [en ligne] – Tech Connect, 25 Août 2013 [consulté le 23/01/2014]. - URL: http://www.tech-connect.info/technologies/les-chercheurs-israeliens-creent-peau-artificielle-flexible/2674/

Agence culturel d'Alsace. – Les haut-parleurs. – E-book de la sonorisation [en ligne] – imaginalsace, 2011 [consulté le 26/02/2014]. - URL : http://www.sonorisation-spectacle.org/les-haut-parleurs.html Suite

PERRIN Sarah – Des bulles pourraient favoriser la création d'une peau artificielle. – école polytechnique federale de Lausanne, actualités Médiacom [en ligne] – EPLF, 7 Juin 2013 [consulté le 6/03/2014]. - URL : http://actu.epfl.ch/news/des-bulles-pourraient-favoriser-la-creation-d-une-/

SALAZAR Jorge – David Hanson creates robots with human faces. – guardailtuofuturo [en ligne] – Earthsky Communications, 25 Avril 2012 [consulté le 15/02/14]. - URL : http://www.guardailtuofuturo.net/service/webs_news_frameset.aspx?id_news=66

Auteur inconnu – Les robots humanoïdes de Honda – koukycom [en ligne] – Editeur inconnu, date de création inconnue [consulté le 27/02/14]. - URL : http://koukycom.chez.com/robot-aujourdhui/p2.htm

THIERRY Etienne – Asimo, un robot plus vrai que nature – Le Figaro [en ligne] – Le Figaro, 27 Décembre 2011 [consulté le 06/02/2014]. - URL : http://www.lefigaro.fr/secteur/high-tech/2011/12/26/01007-20111226ARTFIG00249-asimo-un-robot-plus-vrai-que-nature.php

ZAVEN, Paré, et al. – catalogue cyberart. – Stamppa, 2009. -Caixa cultural.

Groupe de travail ISI de l'Académie d'Aix-Marseille. – Livret des compétences essentiel. – Lurgot Limoges, 2004. p.1 et 2.

DEVILLAINE, Valérie. – Pourquoi nous mettent-ils si mal à l'aise ? – Science et Vie Junior. – Avril 2013, n°284, p.60-61.

Suite

video :

Robo Times – youtube [en ligne] – 2010. -URL :http://www.youtube.com/watch?v=cFVlzUAZkHY

ZAVEN, Paré. – Youtube [en ligne] – 2008. -URL :http://www.youtube.com/watch?v=4-_FIcBmK_Q#t=347&hd=1

http://www.youtube.com/watch?v=o1w8pVz43Vo#t=89&hd=1

iconographie :

La plupart de nos images sont tiré des pages Web citée plus haut excepté :

www.gurumed.org/2010/10/28/troublant-le-robot-aux-expressions-faciales-les-plus-ralistes/

http://www.retifweb.net/_pagesretifweb/10038/images/hautparleru%20en%20coupe.gif

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/9a/A_plug.jpg

http://pixabay.com/static/uploads/photo/2012/04/25/00/55/video-41496_640.png?i

Fin

Retour à l'historique

Le premier robot humanoïde est certainement celui de Léonard de Vinci qui présente en 1495 un chevalier en armure capable de s’asseoir, baisser sa visière et de bouger les bras.Une réplique fonctionnelle fut construite en 1950 puis exposée au musée de Berlin.

WABOT-1

Vint beaucoup plus tard la maîtrise de la bipédie en robotique qui permis au robot de se déplacer de façon rudimentaire sur deux jambes.

WABOT-1 de l'université de Waseda créé en 1973 est l'un de ces premiers robots bipèdes capables de se déplacer de façon rudimentaire.Il est doté d'un système de vision et de conversation qui lui permettent de communiquer en japonais.Il peut également saisir des objets avec ses senseurs tactiles.Ses facultés intellectuelles sont comparables à celles d'un enfant d'un an et demi.

Des panneaux solaires fournissant 140W permettent d'alimenter et d'animer le robot.Il est principalement constitué d'argent et de plastique.

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P1 à P3C'est en 1986 que les ingénieurs de Honda ont pensé pour la première fois à développer un robot doué de deux principales qualités qui sont la mobilité et l'intelligence.Pensés initialement pour évoluer dans un environnement domestique afin d'aider les hommes dans leurs taches quotidiennes, les robots P doivent être capables de monter ou descendre des escaliers et de se mouvoir à travers des pièces encombrées.Les roboticiens de Honda ont donc décidé d'utiliser une morphologie humaine plus adaptée à l'environnement de travail du robot et permettant de se déplacer de façon polyvalente.

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Malgré l'absence d'orteils qui ne sont d'aucune utilité dans la marche, les robots utilisent de nombreuses articulations sur leurs jambes et leur torse qui sont directement inspirées des humains. Ils possèdent un sens du toucher au niveau de leur pied pour détecter sa position d’ inclinaison actuelle. De plus, un programme complexe a été développé pour assurer la position de stabilité optimale du centre de gravité pendant la marche (chose que nous faisons naturellement sans nous en rendre compte). Le robot est donc capable de se déplacer de façon humanoïde, notamment de monter des escaliers en autonomie.P2 et P3 se déplacent tous les deux à la vitesse de 2 km/h. P2 pèse 210 kg soit 80 kg de plus que son petit frère, ce dernier pouvant soulever une charge de 2 kg alors que son aîné en soulève 5.Ils sont alimentés par une batterie délivrant 138 V et possède un modem Ethernet sans fil pour communiquer avec leurs créateurs. Par ailleurs, P2 a une autonomie de 15 minutes.

AsimoLe onzième robot de Honda, Asimo, fabriqué en 2000, est capable de courir. Sa dernière version de 2011 peut sautiller sur un pied, courir à 9 km/h, manipuler des objets délicatement comme remplir un gobelet d'eau, communiquer en langage des signes et bien plus encore.Pour qu'il puisse estimer précisément la position, le poids et la résistance de l'objet à saisir, les ingénieurs ont dû jumeler son regard artificiel constitué de caméras avec les six capteurs intégrés dans chacun de ses doigts.

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HRP-2, le robot humanoïde est né au Japon en 2003, il est conçu par le groupe de recherche en robotique de l’AIST (Institut national de la science et des technologies industrielles avancées).C'est une «plateforme de robotique humanoïde».Il existe actuellement 15 plateformes de robotique humanoïde de type HRP-2 dans le monde dont 14 sont au Japon. Une est au cœur des recherches du laboratoire franco-japonais Joint Robotics Laboratory (JRL, CNRS/AIST). C’est la toute première à sortir du Japon pour s’ implanter en France.HRP-2 offre un formidable potentiel pour la conduite des recherches en robotique.Les plateformes de robotique industrielles sont apparues dès les années 70.

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Ce sont des robots mobiles, en environnement d’ intérieur et d’extérieur, ou d’assistance au chirurgien. Il existe maintenant des robots volants et des robots humanoïdes.Chaque plateforme constitue un objet de recherche à part entière qui répond aux demandes d’ innovation dans des secteurs aussi diversifiés que l’ industrie manufacturière, les transports, le spatial ou le médical et anticipe des marchés futurs tels que celui de la robotique personnelle.

Le robot japonais HRP2 de 2005(sur l'image) est capable de danser.

Kobian est un robot de 2010 de l'université Waseda au Japon capable de reproduire certaines expressions humaines.Le robot Kobian est assez émotif pour afficher diverses émotions incluant la joie, la tristesse et l’aversion (comme vous pouvez le voir ci-dessus). Cette machine bipède peut se déplacer en étant conscient de son environnement et elle peut effectuer différentes tâches physiques en exprimant une gamme d’émotion.Kobian est le résultat d'un jumelage de 2 robots construit par la même université, WE-4RII dont les recherches étaient principalement focalisées sur les expressions humaines et WABIAN-2R dont les recherches étaient concentrées sur la mobilité.Kobian possède 65 degrés de liberté dont 24 constituent la tête et un grand nombre de capteurs qui servent d'organes des sens.

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Geminoid-FEnfin certains robots ont été développés dans un souci d'extrême réalisme, comme le Geminoid-F de l'université d'Osaka et du laboratoire ATR de Hiroshi Ishiguro.Les robots Geminoid de cette université sont des robots humanoïdes télécommandés recouverts de silicone qui reproduisent à distance les mimiques faciales et les paroles de ceux qui les contrôlent.

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Acquérir les informationsIl y a deux moyens de communiquer avec ce robot : - grâce à des capteurs sonores

- grâce à un clavier d'ordinateur

Par le clavier

Cette méthode est beaucoup plus utilisée que celle du capteur, car elle permet un plus large choix de possibilités. Il existe deux utilisations principales. La première consiste à taper un texte qui sera, par la suite, lu oralement par le robot. La deuxième, utilise le clavier comme une télécommande. En effet, chaque touche du clavier est associée à une action du robot.

Par un capteur

Cette méthode permet de créer une forme de dialogue avec le robot. A l'aide d'un capteur sonore, il est possible de capter les paroles de l'interlocuteur du robot pour les transmettre par la suite à l'ordinateur. Cette méthode permet une plus grande indépendance pour le robot, mais elle est peu performante pour le moment.

Dans l'exemple ci-dessous on peut voir que la touche « q » correspond au mouvement des yeux du visage robotique vers le bas à gauche mais avec la bouche ouverte.

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Traiter et communiquer les informations

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Les informations sont ensuite transmises à un ordinateur par un signal numérique. Les informations sous forme binaire sont traitées avant d'être communiquées.

Le code binaire est une succession de 0 et de 1. A chaque combinaison correspond une valeur en tension. Chacune de ces associations correspond à un nombre ou une lettre. Ce qui permet de créer un langage qui sera utilisé par un programme.

Une fois que la fonction « traiter » est terminée le programme envoie les ordres appropriés au reste du circuit via un réseau filaire ou à distance grâce à une technologie sans fil L'utilisateur peut par la suite prendre connaissance de l'évolution du programme grâce à un affichage sur l'écran de l'ordinateur.Ce type de traitement permet d'effectuer

des adaptations et des évolutions de l'information. L'unité centrale de l'ordinateur, composée de microprocesseurs, enregistre et restitue les données, conservées dans la mémoire, lors du fonctionnement.

Valeur numérique

Le programme de ce robot associe chaque information reçue à une action du visage ou à une parole que le robot va prononcer.

Alimenter

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Ce robot est alimenté par le réseau EDF avec une tension efficace de 230V alternatif Cependant, les différents composants électroniques doivent être alimentés avec un courant continu de plus faible tension. Un ordinateur doit, par exemple, être alimenté avec du 12V continu au maximum. Il est également possible de faire fonctionner les éléments du robot même (vidéo-projecteurs et haut-parleurs), avec une batterie pour permettre au robot d'être mobile.

Pour transformer le courant alternatif en courant continu, on utilise une alimentation continue :

Le transformateur permet d'abaisser la tension alternatif.

Le pont de diodes a pour fonction de redresser la tension.

Le condensateur filtre la tension pour la lisser une première fois.

Le régulateur termine de stabiliser la tension continue.

Tension (V)

temps12 V

Umax = 230√2 = 325V

.

Haut-parleurs et vidéo projecteurUne fois traitées, les informations sont transmises à un vidéo-projecteur et à un haut-parleur qui sont les éléments qui donnent « vie » au robot.

Le haut-parleur

Il a la caractéristique de pouvoir transformer l'énergie électrique fournie par l'ordinateur en énergie acoustique. La transformation se fait en deux parties. La première est un moteur assurant le passage de l'énergie électrique en énergie mécanique dans un premier temps. Cette énergie est ensuite transformée en onde sonore par l'intermédiaire d'une membrane.

Cependant, il faut que le courant passe par un amplificateur qui élève le niveau d’un signal sans autre modification car le courant de base n'est pas assez fort pour faire vibrer la membrane.

L'aiment crée un champ magnétique autour de la bobine de cuivre

La bobine mobile est en plus parcourue par un courant alternatif fourni par l'amplificateur.

La membrane reliée à la bobine, suit ses mouvements. Cela exerce sur l'air ambiant des pressions (des surpressions et des dépressions) qui créent la voix du robot que nous entendons.

La loi de Laplace démontre qu'avec ses deux conditions réunies, une force apparaît au niveau de la bobine.

Celle-ci est donc entérinée d'avant en arrière en fonction du sens du courant la traversant.

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Vidéo-projecteur

Il est placé derrière le masque. Il transforme l'énergie électrique fournie par l'ordinateur en lumière, celle-ci va former l'image d'un visage. Les films diffusés doivent être enregistrés au préalable. C'est avec une succession de ces minis films que l'on peut créer l'illusion d'un être vivant. Pour renforcer cette effet et augmenter les possibilités, il est possible de mettre plusieurs vidéo-projecteurs afin de fragmenter le visage.

Masque

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Le masque est en plastique. Il est fait à partir du moulage d'un visage dans lequel le plastique est thermoformé. Il sert d'écran pour les films projetés. Ce procédé permet de rendre le visage du robot plus réaliste et l'humanise.

Il est la véritable interface entre les êtres humains et le robot car c'est lui que l'on a en face de nous

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Acquérir les informationsLes deux robots utilisent des procédés bien différents pour acquérir les informations

nécessaires à leur fonctionnement.

Avec KOBIAN

KOBIAN utilise de multiples capteurs pour se déplacer et interagir avec le monde qui l'entoure :

-pour la sensation visuelle, il utilise deux cameras situées dans ses yeux.

-des capteurs de force pour évaluer la force à exercer sur un objet à attraper ou encore pour assurer le contrôle de la stabilité de marche et le mouvent du corps entier.

-des capteurs tactiles.-des capteurs olfactifs.

Avec Geminoid-F

Dans le cas de Geminoid-F, toutes les informations sont acquises en externe par le principe de la téléopération. C'est donc une camera qui film une actrice (ou acteur) que va reproduire Geminoid-F

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Traiter et communiquer les informations

Dans les deux cas les informations sous forme binaire sont traitées par un ordinateur avant d'être communiquées au robot.La seul différence réside dans l'emplacement de l'ordinateur :

Pour Geminoid-F les informations sont traitées par un ordinateur externe puis retransmise au robot.

Pour KOBIAN les informations recueillies par les capteurs sont traitées par un ordinateur interne, intégré au robot, puis retransmise aux différents moteurs qui feront évoluer le robot.

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Alimenter

Les deux robots sont alimentés de manières différentes.

Pour KOBIANÉtant donné que KOBIAN peut se

déplacer, il ne faut pas qu'il soit relié par des fils électriques. Par conséquent, il est alimenté par une batterie Li-ion

Pour Geminoid-FEn revanche, Geminoid-F utilise une

source d'alimentation en courant continu pour contrôler les vannes de commande d'écoulement d'air pour conduire des actionneurs pneumatiques. (50W)

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Mécanisme de la tête de KOBIAN

Le sourcil

Le sourcil est contrôlé par 4 points également espacés. Les points de contrôle sont entraînés par l'aimant à travers le couvercle qui forme le front.

La paupière

L'œil du robot est composé de deux paupières, la paupière supérieure et la paupière inférieure.

La paupière supérieure possède 2 degrés de liberté, le premier sert à la fermeture et à l'ouverture de la paupière et le second sert à faire tourner la paupière.

La paupière inférieure ne possède qu'un seul degré de liberté pour l'ouverture et la fermeture.

Les yeux

Les yeux de KOBIAN-R ont 3 degrés de liberté entraînés par la structure de cardan.

La bouche

Le point du haut de la bouche est fixé au couvercle de la joue, deux points de contrôle actifs sont situés sur la partie supérieure de la lèvre et deux autres sur la lèvre inférieure.

Les points de contrôle actifs peuvent se déplacer dans Y et Z.

Avec Geminoid-F ce sont des actionneurs pneumatiques qui font bouger des parties métallique sous la peau du robot lui donnant vie.Un compresseur d'air (100V-240V, 400W) fournit de l'air comprimé aux actionneur.

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Fonctionnement de la peau artificielle

La peau artificielle flexible fonctionne grâce à des matériaux spéciaux. Ces derniers sont le plus souvent des dérivés de plastique. Les informations données par les constructeurs sont souvent très vagues, le Docteur David Franklin Hanson, également président de Hanson Robotics et créateur de la peau pour humanoïde « Frubber » parle d’ « un réseau de micro-vascularités et de cellules imitant la peau humaine à toutes les échelles, macroscopique comme microscopique » .

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Fonctionnement général de la peau artificielle sensitive

Une peau artificielle fonctionne avec un matériau piézoélectrique(ex:quartz), c'est-à-dire un matériau qui a une résistance variable en fonction de la pression exercée. Ce matériau est alimenté en électricité. En fonction de la pression, il va laisser passer plus ou moins de courant. On mesure ensuite le courant transmis à l’aide d’un capteur électronique. A partir du courant mesuré, on peut en déduire la pression exercée sur la peau.

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Texture et pression

Lorsque le doigt d’un robot va toucher un objet, le robot va pouvoir sentir la pression qu’il exerce dessus via les déformation du fluide conducteur situé dans le doigt électronique. Ces déformations vont être mesurées à l’aide d’électrodes. Lorsque le doigt va effleurer un objet, cela va produire des micro-vibrations, celles-ci vont pouvoir être mesurées à l’aide du capteur de pression, indiquant ainsi la texture de l’objet.

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Combiner une peau artificielle flexible et sensitive

L’ inconvénient majeur de la peau sensitive est qu’elle n’est pas flexible. Cependant elle est indispensable pour avoir des robots humanisés, tout comme l'est la peau flexible. Une équipe de chercheurs dirigés par Stéphanie Lacour est parvenue a créer une peau sensitive avec un taux d’élasticité supérieur à 100% en utilisant comme support des circuits électroniques une mousse élastomère. En injectant des bulles d’air, les chercheurs sont parvenus à tordre le support sans casser le circuit : entre les bulles d’air, le circuit reste intact.

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Détecter autre chose que le toucher

Des chercheurs de l’ institut Technion en Israël ont réussi à créer des capteurs pouvant être intégrés dans une peau artificielle, utilisant des nanoparticules de 5 à 8nm en or reliées via des « ligands », puis posés sur du PEP, un plastique très courant. Cette peau peut mesurer le toucher, mais aussi l’humidité, la température, la pression et la présence de produits chimiques. Par ailleurs, elle fonctionne avec un faible voltage.

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D'autres méthodes pour créer une peau artificielle

D’autres méthodes ont été utilisés pour donner aux robots des sens autres que le toucher. Des chercheurs de l’université d’Harvard ont fabriqués une peau artificielle à l’aide de

microcapteurs barométriques, noyés dans un matériau élastique, disposant d’une résolution de 3 à 5mm, et capable de mesurer la pression. Une autre méthode, testée par des chercheurs du Georgia Institute of Technology consiste à utiliser des nanofils d’oxyde de zinc alignés sur un support, pour une résolution de 8464 taxels (pixels tactiles) par centimètres carrés.

Cette peau est toutefois plus onéreuse.

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La joie

apparition de ride dans le coin de l’œil pommettes relevées

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La surprise

bouche ouverte

yeux écarquilléssourcils levés

(elle ne dure qu'une seconde)

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La peur

sourcils levés et rapprochés

paupières inférieures tendues

paupières supérieures levées

lèvres tirées à l'horizontale vers l'extérieur du visage Suite

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Le dégoût

nez replié

lèvre supérieur levéSuite

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La tristesse

menton abaissé

regard vide

paupière légèrement abaissée

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La colère

lèvres pincées

sourcils rapprochés et abaissés

regard agressif

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