Le nombre de moteurs nécessaires pour reproduire les mouvements humains avec précision chez un robot


Exploration des complexités de la robotique humanoïde

Dans le monde de la robotique, l'un des plus grands défis consiste à créer une machine capable de reproduire parfaitement les subtilités du mouvement humain. Les êtres humains sont capables d'une variété étonnante de mouvements grâce à notre structure musculo-squelettique complexe composée de plus de 600 muscles et 206 os. Un robot humanoïde capable de reproduire ces mouvements représenterait un bond en avant considérable dans le domaine de la robotique, avec des applications allant du sauvetage en cas de catastrophe aux soins de santé, en passant par le divertissement, et bien plus encore. Mais combien de moteurs faudrait-il réellement pour faire bouger un robot exactement comme un humain ? Dans ce billet de blog, je réponds en détails à une question posée par un jeune membre du STEM Club.

Conception d'un robot humanoïde pour reproduire parfaitement toutes les complexités du mouvement humain est en effet un défi de taille, compte tenu des subtilités et des nuances impliquées dans les mouvements humains. Pour simplifier, divisons nos mouvements en sections clés : les jambes et les pieds, les bras et les mains, le torse, le cou, la tête et les expressions faciales.

Par exemple, si nous examinons nos jambes et nos pieds, chaque jambe aurait besoin d'au moins 3 moteurs dans la hanche, 1 dans le genou et 2 dans la cheville. Nos pieds, avec leur incroyable dextérité et leur équilibre, pourraient nécessiter jusqu'à 19 moteurs chacun !

Lorsqu'il s'agit de nos bras et de nos mains, les calculs deviennent encore plus complexes. Chaque bras pourrait nécessiter 7 moteurs pour imiter les mouvements de l'épaule, du coude et du poignet. Et nos mains, avec leur incroyable finesse et dextérité, pourraient nécessiter jusqu'à 35 moteurs chacune - 3 pour chaque os du doigt, plus quelques-uns pour imiter les mouvements et gestes complexes.

Notre colonne vertébrale, avec sa flexibilité impressionnante, pourrait nécessiter jusqu'à 72 moteurs pour permettre à un robot de se plier et de se tordre de la même manière qu'un être humain. Notre cou et notre tête, avec leur amplitude de mouvement et la nécessité de reproduire des mouvements précis tels que les mouvements des yeux et de la mâchoire, pourraient nécessiter 26 moteurs supplémentaires.

Enfin, considérons les subtilités des expressions faciales humaines. Avec environ 43 muscles contrôlant tout, des sourires et des froncements de sourcils aux hochements de tête surpris, nous pourrions avoir besoin d'environ 43 moteurs rien que pour reproduire ces expressions.

En additionnant tous ces chiffres, nous obtenons un total stupéfiant d'environ 295 moteurs ! Ce chiffre peut être plus élevé ou plus bas selon les choix de conception spécifiques et le niveau de précision souhaité pour imiter tous les mouvements humains.

Il est évident que construire un robot capable de reproduire fidèlement toutes les complexités du mouvement humain est une tâche ardue. Nous aurions besoin de centaines de moteurs, chacun contrôlé avec précision, pour reproduire la large gamme de mouvements humains. Cependant, même si cela dépasse actuellement nos capacités technologiques, une telle tâche repousse les limites de notre imagination et favorise les progrès dans le domaine de la robotique.

Alors que nous continuons à explorer et à repousser les limites, nous pourrions éventuellement développer des robots capables de réaliser des prouesses extraordinaires en imitant les mouvements semblables à ceux des humains. En attendant, cette expérience de pensée nous rappelle la complexité incroyable de notre propre corps et les défis que représente sa réplication sous forme robotique. Après tout, le voyage de l'innovation est autant une question d'étapes qu'une question de destination finale.

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