Démêlez vos cheveux avec l’aide de robots

Démêlez vos cheveux avec l'aide de robots

Crédit: Laboratoire d’informatique et d’intelligence artificielle du MIT

Avec la demande croissante des systèmes de soins de santé, les infirmières passent généralement de 18 à 40% de leur temps à effectuer des tâches de soins directs aux patients, souvent pour de nombreux patients et avec peu de temps à perdre. Les robots de soins personnels qui brossent vos cheveux peuvent apporter une aide et un soulagement substantiels.

Cela peut sembler une forme vraiment radicale de «soins personnels», mais les robots astucieux pour des choses comme le rasage, le lavage des cheveux et le maquillage ne sont pas nouveaux. En 2011, le géant de la technologie Panasonic a développé un robot capable de laver, de masser et même de sécher les cheveux, conçu explicitement pour aider à soutenir «une vie sûre et confortable des personnes âgées et des personnes à mobilité réduite, tout en réduisant le fardeau des soignants».

Cependant, les robots de peignage des cheveux se sont révélés moins explorés, ce qui a conduit des scientifiques du Laboratoire d’informatique et d’intelligence artificielle du MIT (CSAIL) et du Soft Math Lab de l’Université de Harvard à développer une configuration de bras robotique avec une brosse douce sensorielle, équipée d’une caméra qui aide le bras à « voir » et à évaluer la courbure, pour laisser le système planifier un brossage délicat et rapide.

Leur stratégie de contrôle est adaptative au degré d’emmêlement dans le bouquet de fibres, et ils ont mis « RoboWig » à l’épreuve en brossant des perruques allant des cheveux raides à très bouclés.

Alors que la configuration matérielle de « RoboWig » semble futuriste et brillante, le modèle sous-jacent des fibres capillaires est ce qui le fait vibrer. La postdoctorante du CSAIL Josie Hughes et l’approche de son équipe ont examiné les faisceaux de fibres douces enchevêtrés comme des ensembles de doubles hélices entrelacées – pensez aux brins d’ADN classiques. Ce niveau de granularité a fourni des informations clés sur les modèles mathématiques et les systèmes de contrôle pour la manipulation de faisceaux de fibres douces, avec un large éventail d’applications dans l’industrie textile, le soin des animaux et d’autres systèmes fibreux.






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Crédit: Laboratoire d’informatique et d’intelligence artificielle du MIT

RoboWig pourrait également aider, à la manière pure « Lady and the Clochard », à manipuler efficacement les spaghettis.

«En développant un modèle de fibres emmêlées, nous comprenons à partir d’une perspective basée sur un modèle comment les poils doivent être emmêlés: en commençant par le bas et en remontant lentement pour éviter le« coincement »des fibres», déclare Hughes, l’auteur principal de un article sur RoboWig. «C’est quelque chose que tous ceux qui ont brossé les cheveux ont appris de l’expérience, mais c’est maintenant quelque chose que nous pouvons démontrer à travers un modèle et utiliser pour informer un robot.

Pointes fourchues

Cette tâche à accomplir est enchevêtrée. Chaque tête de cheveux est différente et l’interaction complexe entre les cheveux lors du peignage peut facilement conduire à des nœuds. De plus, si une stratégie de brossage incorrecte est utilisée, le processus peut être très douloureux et endommager les cheveux.

Les recherches antérieures dans le domaine du brossage ont principalement porté sur les propriétés mécaniques, dynamiques et visuelles des cheveux, par opposition à l’accent raffiné de RoboWig sur le comportement enchevêtrement et au peignage.

Pour brosser et manipuler les cheveux, les chercheurs ont ajouté une brosse sensorielle à poils souples au bras du robot, pour permettre de mesurer les forces pendant le brossage. Ils ont combiné cette configuration avec ce qu’on appelle un «système de contrôle en boucle fermée», qui prend le retour d’une sortie et exécute automatiquement une action sans intervention humaine. Cela a créé un «retour de force» à partir du pinceau – une méthode de contrôle qui permet à l’utilisateur de ressentir ce que fait l’appareil – afin que la longueur du trait puisse être optimisée pour prendre en compte à la fois la «douleur» potentielle et le temps nécessaire au brossage.

Les premiers tests ont préservé la tête humaine – pour le moment – et ont plutôt été effectués sur un certain nombre de perruques de différents styles et types de cheveux. Le modèle a fourni un aperçu des comportements du peignage, liés au nombre d’enchevêtrements, et comment ceux-ci pourraient être brossés de manière efficace et efficiente en choisissant des longueurs de brossage appropriées. Par exemple, pour les cheveux bouclés, le coût de la douleur dominerait, de sorte que des longueurs de brosse plus courtes étaient optimales.

L’équipe souhaite à terme effectuer des expériences plus réalistes sur des humains, pour mieux comprendre les performances du robot par rapport à leur expérience de la douleur – une métrique qui est évidemment très subjective, car le «deux» d’une personne pourrait être le «huit» d’une autre.

«Pour permettre aux robots d’étendre leurs capacités de résolution de tâches à des tâches plus complexes telles que le brossage des cheveux, nous avons besoin non seulement d’un nouveau matériel sûr, mais aussi d’une compréhension du comportement complexe des cheveux mous et des fibres emmêlées», déclare Hughes. « En plus du brossage des cheveux, les connaissances fournies par notre approche pourraient être appliquées au brossage des fibres textiles ou des fibres animales. »


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Fourni par le Massachusetts Institute of Technology

Citation: Démêlez vos cheveux avec l’aide de robots (2021, 4 mai) récupéré le 4 mai 2021 sur https://techxplore.com/news/2021-05-untangle-hair-robots.html

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