Une pince qui sent comme les moustaches d'un rat

Le problème

Toucher sans déplacer

Sans caméra, toucher un objet le déplace, et ce que le robot sait de la scène devient faux.

Les capteurs tactiles proposés pour le SO-101 sentent en appuyant. Or un gobelet vide bascule sous environ 9 mN poussé en haut, soit le poids d'un gramme.

L'inspiration

Des poils avant les doigts

Plusieurs animaux explorent avec des poils avant de toucher avec les pattes ou la bouche.

Exemples tirés de connaissances générales en biologie.

La pince

Explorer, saisir, relier

Les vibrisses explorent, les coussinets saisissent, une carte relie le tout.

Les signaux des servos servent de référence gratuite. Tout tient sur des doigts d'environ 60 mm, avec 7 capteurs magnétiques et un petit microcontrôleur logé à la place de la caméra de poignet.

Comment marche une vibrisse

Un poil, un aimant, un capteur

Un aimant collé au pied du poil bascule au-dessus d'un capteur magnétique.

Le poil touche avec quelques millinewtons, trop peu pour pousser un objet posé à plat. Un objet qui roule, comme une balle, bougera quand même.

Pour savoir où a lieu le contact, on regarde combien la base tourne pour chaque millimètre d'avance du bras : plus le contact est proche de la base, plus elle tourne. C'est le principe de Solomon et Hartmann, observé chez le rat. L'avance du bras est connue par ses servos.

La carte des contacts

Une image à la place de la caméra

Le robot dessine ce qu'il a touché, et aussi tout ce qu'il a balayé sans rien toucher.

La position de chaque vibrisse se calcule depuis les angles du bras. La carte est une grille vue de dessus, en cases de 5 mm, rendue en image de 224 × 224 pixels. Elle sert de mémoire à la politique et d'écran à l'opérateur.

Pour collecter les démonstrations, l'opérateur pilote le bras en regardant la carte, pas la scène. Il a ainsi presque la même information que le robot. Après une prise, la zone autour de la pince redevient inconnue : les objets ont pu bouger.

Ce qui existe et ce qui est nouveau

Le capteur existe déjà

Lin et al. ont déjà monté ce capteur sur un bras industriel. La nouveauté n'est pas le capteur, mais son usage.

Une vingtaine de recherches d'antériorité, en novembre 2026, n'ont rien trouvé qui combine ces trois points. Le domaine bouge vite : la recherche sera refaite avant de publier.

Ce qui a été vérifié

Sur le papier seulement

Les ordres de grandeur tiennent, mais ce sont des calculs et des fiches techniques : rien n'est encore mesuré.

Les documents de conception ont aussi été relus trois fois, sous trois angles : originalité, faisabilité technique, solidité scientifique. Ces relectures ont corrigé le plan, elles ne remplacent pas une mesure.

Le plan

Le test qui décide

Tout se joue à la phase 5 : une vibrisse déplace-t-elle moins les objets que les autres façons de détecter un contact ?

Les phases 1 à 5 coûtent peu, et chacune peut arrêter le projet avant d'engager davantage.

1. Phase 0Achats1-2 sem.
2. Phase 1Parasite du moteur1 jour
3. Phase 2Vibrisse sur banc1-2 sem.
4. Phase 3Lecture sur PC2-3 jours
5. Phase 4Vibrisse sur le bras1 sem.
6. Phase 5Test de perturbation1-2 sem.
7. Phase 6Pince complète2 sem.
8. Phase 7Étalonnage2-3 jours
9. Phase 8Carte des contacts1-2 sem.
10. Phase 9Démonstrations à l'aveugle2 sem.
11. Phase 10Expériences3-4 sem.

Bordure bleue : point d'arrêt possible. Fond bleu : décision principale.

Le test de perturbation

Cinq façons de détecter un contact, sur six objets légers (gobelet vide, canette vide, boîte en carton, mousse, petite bouteille, balle de ping-pong). On mesure le déplacement de l'objet, sa chute et la force au contact.

• Vibrisseflexion du poil
• Tige rigidemême longueur
• Proximitésans contact
• Bout du doigtcapteur sous coussinet
• Servos seulserreur de position

La tige rigide sépare deux effets : la vibrisse détecte-t-elle plus tôt parce qu'elle dépasse, ou plus doucement parce qu'elle est souple ? Les seuils de détection sont réglés pour le même taux de fausses alarmes.

• La vibrisse bat la tige et le doigt : on continue.
• Elle ne bat que le doigt : l'avantage vient de la portée. On le dit, et on mise davantage sur la carte.
• Aucune différence : on arrête les vibrisses et on se replie sur le coussinet magnétique seul.

Ensuite

Si la phase 5 est concluante : la pince complète, la carte, puis une politique ACT sur deux tâches où la vue est réellement bloquée, comme saisir un objet dans un bac couvert ou sous un tissu. La politique est comparée à une caméra placée dans la même occlusion, et à une politique codée à la main sur la carte. Vient ensuite un modèle vision-langage-action (SmolVLA), pour voir si son pré-entraînement aide sur une image de carte.

Statut

Où en est le projet

La présentation du projet reprend ces points en diapositives.