Les robots peuvent désormais éplucher, trancher et manipuler des objets de forme irrégulière

Des chercheurs de l'École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) et de l'Institut de recherche Idiap ont présenté une nouvelle méthode permettant aux robots de manipuler des objets de formes irrégulières avec une précision inédite. Le système génère une carte en nuage de points de l'objet observé, identifie des repères clés à sa surface, puis construit une représentation continue et lisse de cette géométrie, quelle que soit la taille ou la forme de l'objet. Lors des tests, des robots ont réussi à effectuer des tâches en contact direct avec des surfaces, comme éplucher des bananes et des patates douces, les trancher ou sonder leur surface. L'approche s'est montrée robuste même face à des données de capteurs incomplètes ou bruitées, ainsi que dans des environnements encombrés. Sur 50 objets déformés aléatoirement, la méthode a produit des trajectoires d'action plus stables et cohérentes que les techniques conventionnelles.

Cette avancée s'attaque à l'un des problèmes fondamentaux de la robotique : transférer des compétences de manipulation d'un objet à un autre sans réentraînement massif. Là où un humain adapte instinctivement son geste pour éplucher un légume inconnu en s'appuyant sur sa compréhension intuitive des surfaces, les robots actuels échouent face à la variabilité géométrique des objets du quotidien. En rendant les représentations indépendantes de la forme spécifique, le cadre développé à Lausanne permettrait à terme de déployer des robots capables d'opérer dans des cuisines, des chaînes agroalimentaires ou des environnements industriels sans nécessiter des milliers d'exemples d'entraînement pour chaque nouvel objet rencontré.

Sur le plan technique, la méthode exploite la géométrie différentielle discrète et l'équation de diffusion thermique pour propager les informations géométriques à travers la surface d'un objet, directement depuis des nuages de points bruts, sans nécessiter de modèle 3D propre. Elle combine cette diffusion avec des techniques de Monte Carlo pour gérer les transitions entre mouvements libres et contact physique, produisant des référentiels locaux orientés qui guident des actions simples comme glisser, couper ou sonder. Ce cadre modulaire s'intègre avec plusieurs stratégies de contrôle existantes, dont la téléopération, l'optimisation de trajectoires et l'apprentissage par renforcement. La publication positionne cette approche géométrique comme une alternative prometteuse aux méthodes purement basées sur l'apprentissage profond, dont la gourmandise en données reste un frein majeur à la généralisation dans le monde réel.