25 articulations, actionnées par des tendons : la main de 1X pour humanoïdes robot montre un véritable « monde qu’on peut toucher », avec un effet spectaculaire à l’écran

1X 為 NEO 發表 25 degrés de liberté, un nouveau type de main robotique de génération suivante à entraînement par tendons, annoncée comme capable d’une dextérité et d’une puissance proches de l’humain, et capable de percevoir les pressions ainsi que les glissements pour réagir instantanément.
(Contexte : Musk prédit qu’en 5 ans, il y aura au moins 1 100 000 de robots humanoïdes dans le monde, voire 1 000 000 000)
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La plupart des mains de robots humanoïdes ne font en réalité que trois choses : saisir, relâcher et pousser, avec une force plus ou moins importante et sans détecter facilement si l’objet a glissé. En revanche, le 9, 1X a présenté la nouvelle génération de mains du robot humanoïde NEO : 25 degrés de liberté, entraînement par tendons, et des revendications officielles d’une dextérité, d’une puissance et d’une fiabilité proches de l’humain. Dans les vidéos réelles publiées par l’entreprise, on peut voir que l’agilité des doigts atteint effectivement un nouveau niveau, suscitant des discussions au sein de la communauté

Des pinces à deux doigts jusqu’à 25 articulations

La plupart des robots humanoïdes équipent des pinces à deux doigts, tandis que la nouvelle main de NEO dispose de 25 degrés de liberté, dont 22 dans les doigts et la paume, et 3 au niveau du poignet, le tout avec un contrôle de force natif et une commande réversible.

En termes simples : si vous poussez un doigt, il cédera en suivant l’intensité de la force, tout en vous indiquant exactement quelle force vous avez appliquée. Derrière cela se trouve « l’entraînement par tendons de 1X » : un système de tendons avec un rapport de réduction faible remplace les réducteurs à engrenages traditionnels, avec un ratio d’environ 5:1 à 15:1, bien inférieur aux 100:1 à 200:1 couramment observés dans l’industrie. Plus le ratio est faible, moins la force est « consommée » par la friction avant d’atteindre les doigts : la main « sent » ainsi mieux ce à quoi elle touche.

Côté spécifications : couple maximal au niveau de la base du pouce (articulation CMC) de 3,5 Nm, au niveau des phalanges (MCP) de 2,6 Nm, force de flexion maximale à l’extrémité des doigts de 45 N, couple du poignet de 17,75 Nm, précision de positionnement ±0,2 mm. L’ensemble de la main est également conçu pour résister à l’eau avec un indice IP68 et utilise des matériaux de qualité alimentaire. Dans les vidéos de démonstration officielles, NEO est même capable de se laver les mains tout seul.

La répartition des 25 degrés de liberté suit aussi la proportion de l’anatomie humaine, avec une attention particulière portée au pouce : cela lui permet d’atteindre réellement une force de prise en opposition avec les quatre autres doigts, et pas seulement d’être « symboliquement » placé à côté comme un accessoire.

La main, c’est aussi le capteur lui-même

L’explication de 1X est la suivante : la caméra est un observateur passif, mais la main est une expérience active. Elle pose des questions avec la force, puis lit les réponses directement à partir de la même série d’articulations. La plupart des mains robotisées sont des dispositifs « qui écrivent sans lire » : on envoie des commandes, la main arrive en position, puis aucun signal significatif n’est renvoyé.

À l’inverse, NEO est « qui peut lire et écrire » : chaque articulation est en boucle fermée, ce qui constitue le sens proprioceptif. Il n’y a pas besoin de regarder : la main sait d’elle-même quelle est sa posture actuelle. Pour y parvenir, l’entreprise s’appuie sur une conception à entraînement direct : les moteurs tirent presque directement les tendons, sans que des étages de réducteurs ne mangent les signaux. En simple : en supprimant cette couche d’engrenages, la main peut « entendre » le son de la collision avec les objets.

En plus, des capteurs tactiles haute résolution répartis sur les extrémités des doigts et la paume permettent de mesurer la force normale, la zone de contact et les forces de cisaillement. L’entreprise officielle appelle cela une « transparence de la force » : cela permet à NEO de détecter en temps réel qu’un objet est en train de glisser dans la main et d’y réagir. C’est particulièrement crucial pour des objets petits, transparents, faciles à déformer ou susceptibles d’être masqués : la simple reconnaissance visuelle ne suffit pas.

D’après les vidéos de démonstration officielles, NEO assemble des briques Lego, ramasse une seule pièce de monnaie ou une vis dans un portefeuille, fait tourner une ampoule, utilise un tournevis, aide à fermer une fermeture éclair d’une veste, trie des raisins par couleur, verse du thé, attrape une balle souple, insère un câble de charge USB-C, essuie une table, et même communique par le langage des signes.

En matière de fiabilité, 1X indique que l’absence de pièces et la main entière des doigts ont déjà passé des centaines de millions de cycles de tests ; les articulations du poignet ont été validées à plus de 2 000 000 de cycles sous forte charge. Le rapport d’engrenage extrêmement faible, combiné à l’entraînement par tendons, permet de faire « commande réversible » des doigts de manière sûre en cas d’impact externe : en cas de gifle, de coups de marteau, ou même si la main est coincée dans un tiroir, les doigts se dérobent de façon appropriée plutôt que d’être endommagés par des chocs directs.