Une main robotique française veut reproduire la dextérité humaine (🎤 Didier Vançon, inventeur indépendant)

Didier Vançon: [0:01] Je me suis posé la question si ce n'était pas d'autres façons de faire. Didier Vançon: [0:05] Et le soir même, j'ai trouvé une idée, un nouveau type de captation qui permet de faire tous les mouvements, même de manière très précise, doigt par doigt et avec noix invasives et avec une prise en main instantanée. C'est-à-dire qu'il n'y a pas de rééducation pour essayer de dissocier les muscles, c'est instantané. Monde Numérique : [0:33] On parle beaucoup de robots humanoïdes et on sait que l'une des difficultés en matière de robotique, c'est de fabriquer des mains robotisées suffisamment performantes, capables de rivaliser avec les mains humaines. Alors, il y a beaucoup de recherches au sein des labos, des sociétés spécialisées pour cela, mais il y a aussi des initiatives étonnantes dans des garages qui émanent de particuliers, des inventeurs et avec des résultats spectaculaires. On en parle avec mon invité Didier Vançon, qui a mis au point lui-même, tout seul comme un grand, une main robotique. Il nous explique tout d'abord comment lui est venue l'idée. Didier Vançon: [1:11] En fait, c'est venu grâce à une émission de télé qui s'appelait Lego Master en 2021. Et en fait, j'ai vu un candidat qui avait une prothèse en Lego. Et donc, j'ai trouvé ça marrant et j'ai voulu savoir comment il commandait cette main. Ça m'intriguait. Et le soir même, j'ai regardé sur Internet et j'ai découvert un peu tous les systèmes de captation de mouvements. Et donc, principalement, on utilise les systèmes myoélectriques qui permettent, grâce à des électrodes, de capter les contractures musculaires et puis les transformer en signaux. Monde Numérique : [1:48] Ça, c'est quand on l'utilise vraiment comme une prothèse ? Didier Vançon: [1:51] Comme une prothèse. Principalement, c'est comme ça que les bras fonctionnent. Les mains robotiques ou biomécaniques dans le domaine de la prothèse fonctionnent principalement avec des capteurs myoélectriques. Et en fait, j'ai voulu en savoir plus et je me suis rendu compte que ces systèmes myoélectriques n'étaient, pas très fiables ou alors demander beaucoup d'entraînement de la part du patient pour pouvoir faire des commandes. Parce que la plupart du temps, ça marche avec des combinaisons musculaires. Par exemple, je vais faire une contracture pour fermer le bras ou alors quelques combinaisons musculaires en essayant de dissocier par exemple le biceps et le triceps pour pouvoir faire des combinaisons. Et c'est très compliqué. Et forcément, ça demande, de la latence parce que le temps de traiter l'information, de faire le mouvement et puis de filtrer tout ça, de faire le mouvement et puis d'obtenir le mouvement final, il peut se passer à 500 millisecondes, à une seconde, en fonction du mouvement que l'on va faire. Et donc, je me suis posé la question si ce n'était pas d'autres façons de faire. Didier Vançon: [3:02] Et le soir même, j'ai trouvé une idée, un nouveau type de captation qui permet de faire tous les mouvements, même de manière très précise, est doigt par doigt et avec non invasive. Didier Vançon: [3:16] Et avec une prise en main instantanée. C'est-à-dire que là, il n'y a pas de rééducation pour essayer de dissocier les muscles, etc. C'est instantané. Et donc, j'ai voulu développer ça pendant, ça m'a pris deux mois à développer ce capteur. Et au moment de l'essayage, j'ai voulu faire des tests sur des robots, des bras biomécaniques. Et en fait, ça coûte très cher. Et j'ai vu aussi que les bras étaient quand même, à l'époque, assez archaïques en termes de mouvements, de design et de cinématiques aussi. Ça faisait très pince Playmobil, il y avait manqué de fluidité, il n'y avait pas beaucoup de contrôle possible. Et je me suis dit, autant faire ma propre main pour pouvoir essayer toutes les capacités de mon capteur. Monde Numérique : [4:07] Alors quand on voit la vidéo de votre main en mouvement, c'est vrai qu'elle paraît extrêmement fluide. C'est ça qui est étonnant. Comment vous arrivez à ce résultat ? Didier Vançon: [4:19] En fait, dans un premier temps, j'ai fait ce premier prototype de main. Ça m'apprécie, moi, à faire ce premier prototype. Et j'ai vu que ce que je faisais était bien meilleur que ce qui existait sur le marché. Et au même moment. Didier Vançon: [4:36] On commençait à parler des robots humanoïdes qui commençaient à arriver. Et on parlait de robots humanoïdes pour l'aide aux tâches ménagères, à l'industrie, dans les usines, dans l'espace. Et là, je me suis dit, bingo, j'ai un bras, autant toucher ce marché-là. Mais pour ça, il fallait que la dextérité soit bien plus grande. Là, ça me permettait de pouvoir manipuler chaque doigt un par un avec une fluidité. J'avais toute la partie design qui était organique, mais il manquait encore, de la dextérité. Je n'avais pas 24 degrés de liberté. Didier Vançon: [5:13] Et c'est là que je me suis lancé dans ce projet fou de développer ce modèle-là, ce prototype V2, on va dire, donc U-M1 EVO, l'évolution. Et là, j'ai étudié énormément la biomécanique, la cinématique. J'ai remis en cause certaines revues ou certains concepts biomécaniques, notamment des concepts de Cap-N-G, au niveau de l'opposition du pouce, avec l'articulation trapézo-métacarpienne. En fait, au niveau de l'articulation trapézo-métacarpienne, En fait, c'est une articulation très complexe. Monde Numérique : [5:55] Donc, à la base du pouce, c'est ça ? Didier Vançon: [5:57] C'est à la base du pouce, c'est entre le carpe, le poignet, on va dire, et le pouce. Il y a une petite articulation qui permet de faire l'opposition. Suivant les revues, elle a entre 2 et 3 degrés de liberté. Donc, en gros, il y a 2 degrés de liberté, un peu comme un cardan, on va dire, et un troisième qui, réalise, soit disant, une autorotation. Monde Numérique : [6:24] OK. Donc, le pouce peut tourner, c'est ça ? Didier Vançon: [6:26] Sur lui-même, c'est-à-dire qu'on a... Monde Numérique : [6:29] Le mien, il ne tourne pas beaucoup. Ça dépend des gens. Didier Vançon: [6:31] J'imagine. On a la flexion, l'antéposition et la rétroposition. Et en fait, quand je mets ma main à plat, on voit que le plan de mon ongle, ici, il est à l'arrière. et si je le rapproche devant il va. Monde Numérique : [6:48] Tourner sur lui-même. Didier Vançon: [6:51] Donc en gros il tourne. Monde Numérique : [6:53] On ne s'en rend pas compte mais le pouce tourne un peu sur lui-même quand on le plie vers l'intérieur de la main en fait. Didier Vançon: [6:58] Donc c'est le troisième degré de liberté d'après Cap&D. Monde Numérique : [7:04] D'accord. Didier Vançon: [7:05] Et donc, je me suis interrogé et remis en question un peu les théories qu'il y avait là-dessus. Et j'ai refait ma propre recherche, mes propres théories. Parce qu'en fait, il n'y a pas de consensus. Il y a des gens qui ne sont pas vraiment d'accord sur le nombre de degrés. Comment l'autorotation s'exerce ? Est-ce qu'elle est due à une forme de cette articulation qui est une forme de selle ? Alors, Capengi dit que c'est une selle posée sur un cheval qui a une scoliose. Monde Numérique : [7:38] Vous êtes allé vraiment très loin dans les notions d'anatomie, de fonctionnement, je ne sais pas comment on peut appeler ça, d'orthopédie. Didier Vançon: [7:46] La biomécanique. La biomécanique. Et en fait, après, il y a aussi le fait que cette articulation est très légèrement... En fait, il y a du jeu. Ça fait une selle, c'est comme ça. Donc, il y a du jeu, ce qui permet de pouvoir tourner comme ça sur lui-même. Il y a aussi tout un système ligamentaire qui, quand ça va pivoter, va tirer plus ou moins pour pouvoir faire cette autorotation. Donc, il y a énormément de concepts. Monde Numérique : [8:13] Ça, c'est la main humaine que vous décrivez. Didier Vançon: [8:15] C'est la main humaine, carrément. Monde Numérique : [8:16] OK, mais votre main robotique, elle fait tout ça ? Didier Vançon: [8:19] Voilà, et ma main robotique, le but, c'est d'essayer de comprendre comment visualiser cette oeuvre. je l'ai remodélisé en 3D j'ai fait des impressions j'ai fait des tests, j'ai fait beaucoup de recherches là-dessus pour essayer, d'en tirer le meilleur d'enlever tout ce qui pour moi était inutile c'est-à-dire, tout ce qui ne prenait pas en compte cette autorotation et ensuite j'ai réussi, mécaniquement à créer ce fameux, cette opposition de pouces Et ça. Monde Numérique : [8:53] Vous dites que c'est meilleur que ce qui existe sur le marché. Didier Vançon: [8:57] Voilà, oui, oui. Parce qu'en fait... Monde Numérique : [8:59] Oui, alors là, vous attrapez la main. OK, allons-y. Didier Vançon: [9:05] Par exemple, si je regarde... Avec son beau gant blanc. Voilà. Donc là, moi, je suis capable de là. Monde Numérique : [9:10] On peut voir ce qu'il y a sous le gant ou pas ? Didier Vançon: [9:11] Non, parce que comme je... Il s'est protégé et je ne compte pas. Voilà, c'est ça. Malheureusement, j'aimerais tellement vous le montrer parce que c'est tellement intéressant ce qu'il y a à l'intérieur. Mais voilà, si je compte le vendre à des industriels, etc., je perdrai. Monde Numérique : [9:29] Il faut le protéger. Didier Vançon: [9:31] Donc en gros cette main au niveau de l'opposition du pouce, déjà je peux avoir la rétroposition, la rétroposition ça permet d'avoir le pouce en arrière d'accord. Monde Numérique : [9:41] C'est à dire que le pouce se met un peu vraiment comme un pouce humain, il peut se repousser vers l'arrière mais c'est vraiment utile ça, ça sert à quoi ? Didier Vançon: [9:49] Et bien plus, alors j'expliquerai la philosophie pourquoi j'en suis venu à vouloir forcément reproduire les mouvements de la main parce que Il y en a, ils vont dire, il n'y a pas besoin, il y a juste besoin d'une fonction. La fonction, c'est de prendre un objet. Une pince, ça suffit. Dans, ma philosophie, cette vision de la main, j'ai voulu aller très, très loin. C'était tout d'abord pour une acceptation visuelle psychologique. C'est-à-dire qu'un patient, quand il met sa main, je n'avais pas envie qu'il ait une pince plémoble. Monde Numérique : [10:25] Qu'il soit limité dans ses mouvements. Didier Vançon: [10:28] Je voulais vraiment que ça soit le plus naturel possible qu'on ait l'illusion que ça soit vraiment sa main et en plus de ça comme elle est sur mesure c'est vraiment l'identique de son opposé, Donc, elle permet la rétroposition, elle permet l'opposition, c'est-à-dire je peux toucher l'auriculaire. Monde Numérique : [10:50] Le pouce peut toucher le petit doigt. Didier Vançon: [10:52] Et en plus de ça, il y a ce fameux plan qui bouge. Alors, mon ongle là, il est en arrière. Forcément, avec le gant, on ne le voit pas. Il est en arrière et si je le pose devant, il repasse devant. Donc, il y a l'autorotation. Monde Numérique : [11:08] L'autorotation, dont vous êtes très fiers. Didier Vançon: [11:10] L'autorotation. Alors, ça n'a pas été que le sujet de recherche, parce qu'en fait, en réalité, toutes les articulations de la main ont, été... Il y a eu une base de recherche sur toutes les articulations de la main. Pourquoi ? Parce que... Par exemple, il y a aussi un autre mouvement qui est important, c'est la redirection, des phalanges distales vers la tabatière anatomique. Monde Numérique : [11:43] On va rentrer dans des considérations, anatomiques pointues. Didier Vançon: [11:49] Voilà, donc la tabatière anatomique, c'est le petit creux qu'on a ici. Pour l'anecdote, c'est là où on mettait les compères, on mettait les tabacs. Donc, en gros, on voit que les doigts se dirigent vers cette tabatière anatomique qui se trouve là. Donc, tous les doigts s'y redirigent. Et ça, on ne le voit pas dans les mains robotiques traditionnelles. Monde Numérique : [12:13] Elles sont plus, c'est-à-dire que les doigts bougent plus sur un seul plan, comme des griffes. Didier Vançon: [12:20] C'est parallèle. C'est assez pareil. Alors, il y en a qui essayent de bouger le métacarpe. C'est-à-dire, le métacarpe, c'est l'os qui se trouve à l'intérieur. C'est les os qui sont là. Et en fait, c'est pareil. J'ai fait des études sur, tous ces métacarpiens qui permettent également de s'englober sur un objet. En fait, si je serre mon point, on va voir les deux pointes-là qui vont s'enfoncer. Donc ça, c'est les métacarpes qui bouge. Et en fait, j'ai strictement la même chose sur les mains. C'est-à-dire que j'ai, si je prends comme ça, je ne sais pas si on va le voir, J'ai les os qui bougent, strictement comme un os. Et quand je ferme le poing, il va faire le même mouvement. Il va s'enfoncer pour bien prendre la prise, vraiment s'englober sur cette prise-là. Et donc, on voit bien aussi que mes doigts se dirigent vers la tabatière. Monde Numérique : [13:18] D'accord. Alors, Didier Vançon, on voit que vous êtes très fière de votre main et vous avez raison parce qu'elle a l'air particulièrement sophistiquée. C'est un projet qui en est où, en fait, aujourd'hui ? Je disais que vous avez fait ça dans votre garage, vous l'avez montré à des spécialistes, vous avez des pistes de développement, vous voulez garder secret le mécanisme. Monde Numérique : [13:39] Comment est-ce que vous voyez les choses ? Didier Vançon: [13:43] En fait, j'ai dévoilé le projet seulement il y a un peu plus d'une semaine. Le but, c'est de pouvoir vendre le prototype, les connaissances techniques qui y sont associées, parce qu'il y a eu beaucoup, beaucoup de connaissances qui ont été retranscrites dans cette main. Les logiciels qui ont été développés pour réaliser cette main. Et voilà. Donc, actuellement, les retours sont plutôt médiatiques. Ça commence tout doucement à faire son petit bonhomme de chemin. Et forcément, comme je suis tout seul, je n'ai pas les moyens de communication, d'une grande entreprise. Donc, c'est un peu plus difficile. Voilà. Monde Numérique : [14:26] Mais vous l'avez montré à des industriels ? Je ne sais pas, quelle est votre cible en fait ? Vous, c'est vraiment conçu comme une main, comme une prothèse pour les personnes handicapées qui ont perdu une main ? Didier Vançon: [14:37] Alors ça, c'était l'origine, grâce à la captation. Mais alors la captation, je ne peux pas en parler parce que je ne l'ai pas brostée. Je n'ai pas encore protégé. Je n'ai pas pris le temps là-dessus parce que j'ai passé beaucoup, beaucoup de temps à développer ce bras. Didier Vançon: [14:53] Principalement, ce bras a été développé pour la robotique humanoïde. je suis un peu sorti du domaine de la prothèse, bien que toutes les technologies qui s'y trouvent à l'intérieur peuvent servir pour la prothèse. Monde Numérique : [15:06] Donc c'est un bras qui peut être monté sur un robot humanoïde ? Didier Vançon: [15:09] Ah oui, carrément. Monde Numérique : [15:12] Vous parliez du poids au début. C'est important, le poids, parce qu'il ne faut pas que ce soit trop lourd. Didier Vançon: [15:17] La pêche, c'est notre bras. Monde Numérique : [15:21] C'est le poids d'une main et d'un avant-bras humain. D'accord. Alors, c'est vrai qu'il y a pas mal d'entreprises qui travaillent, pas beaucoup, mais notamment en France, il y a des choses intéressantes qui se font. Et je le disais, c'est une vraie quête vers la perfection, en fait, ces mains humanoïdes. Comment vous vous situez ? Vous pensez que ça pourrait vraiment être équipé sur des robots, dans des usines ou ailleurs ? Didier Vançon: [15:52] Je pense que carrément, ça peut servir surtout dans le domaine ménager ou le domaine industriel ou même dans l'espace. Pourquoi ? Parce que comme on a un mouvement extrêmement proche de l'humain, il suffirait qu'un opérateur avec des gants, etc., puisse manipuler à distance, par exemple, dans des zones à risque des objets. Et là, on a vraiment la dextérité de la personne qui commande. Pareil dans l'espace, on pourrait envoyer des robots, je vais loin, mais on pourrait l'envoyer sur Mars. Et avec un opérateur sur Terre, on va pouvoir, comme un avatar, manipuler les objets de manière très précise. Monde Numérique : [16:35] Qu'est-ce qu'elle peut faire que ne peuvent pas faire les autres mains du marché Monde Numérique : [16:40] ou les autres mains en préparation ? Didier Vançon: [16:42] Alors, j'ai essayé de faire en sorte que ça puisse tout faire dans le domaine de la main humaine. C'est-à-dire, alors, bien sûr, on n'aura pas la force du bras humain. D'ailleurs, il n'y a aucune main humanoïde. de forme humanoïde, on va dire, qui a la force d'un bras humain, c'est-à-dire avec le design, avec la taille de l'avant-bras, etc. Monde Numérique : [17:07] Donc on ne peut pas jouer au bras de fer avec un robot, en fait. Didier Vançon: [17:09] Non, non, non. Monde Numérique : [17:10] Il va perdre. Didier Vançon: [17:12] Il perdra, sauf si on y met des énormes moteurs, et donc là, on ne sera plus dans le domaine du design organique de la main. Donc il y a des mains qui sont très puissantes, mais derrière, elles ont des énormes moteurs, elles ont des avant-bras monstrueuses, et donc on n'est plus dans le domaine... Monde Numérique : [17:27] Ça existe aussi. Après, il y a aussi des mains robotiques qui n'ont pas de corps. Et ça peut rendre service dans l'industrie, etc. Didier Vançon: [17:34] Carrément, oui. Dans les usines de fabrication de voitures. Monde Numérique : [17:37] Etc. Vous savez qu'il y a un test souvent qu'on évoque, c'est le fait de casser un œuf d'une seule main au-dessus d'une poêle. Parce qu'il faut à la fois un mouvement sec, un peu de force, mais aussi beaucoup de sensibilité, etc. Est-ce que votre main, elle peut faire ça ? Didier Vançon: [17:56] Casser un oeuf, à la main, c'est déjà très dur. Monde Numérique : [18:00] Non, mais le casser sur le bord d'une assiette. Didier Vançon: [18:02] Ah, le casser sur le bord d'une assiette ? Monde Numérique : [18:04] Sans l'exploser, sans en mettre partout et en faisant couler le contenu dans l'assiette. Didier Vançon: [18:09] Je n'ai jamais essayé, mais ce sera un test sympa à faire. Monde Numérique : [18:11] C'est un test important, ça. Didier Vançon: [18:13] Et il faudrait pour cela même l'équiper d'un bras avec une épaule qui fasse tout le mouvement entièrement. Oui, pour qu'il y ait vraiment le mouvement d'oscillation vers l'assiette. Parce que ce mouvement-là, à mon avis, il vient de toute la partie épaule. Oui, tout à fait. Mais en termes de maintenu de l'œuf, il n'y a aucun problème. Il le tient de manière sensible ou de manière forte. Je peux régler l'effort. Monde Numérique : [18:35] Il est capable de savoir quand il faut serrer plus ou moins fort, etc. Didier Vançon: [18:40] Oui, il y a des capteurs. Il y a plusieurs types de capteurs. Didier Vançon: [18:45] Sur ce prototype-là, il n'y en a qu'un. C'est simplement le retour des actionneurs, pour l'instant, parce que le but, c'est de développer un gant proprioceptique, qui, lui, va permettre d'avoir le toucher, sentir la texture, la chaleur, les appuis et surtout la proprioception. En fait, ça permettrait d'exclure tous les capteurs qu'on pourrait mettre, par exemple, dans des articulations ou des capteurs, par exemple, d'orientation rotative, d'accélérométrie, etc. ce gant-là, permettrait au robot, si on l'équipe d'une IA par exemple, parce qu'on pourrait très bien l'équiper d'une IA, permettrait de connaître sa position dans l'espace sans pouvoir le voir avec des caméras ou avec des capteurs autres que des capteurs d'accélérométrie ou rotatif etc. Monde Numérique : [19:42] Du coup il fait comment sans caméra ? C'est-à-dire qu'il le sent ? Didier Vançon: [19:45] Ça serait un gant en proprioceptif que j'aimerais développer, alors ça c'est une idée que j'ai derrière, j'ai tout le modèle. Maintenant, il faut le développer, mais ça sera après, chaque chose dans son temps. Monde Numérique : [19:59] Mais là, il y a des entreprises, des industriels qui vous ont dit qu'ils étaient intéressés ? Didier Vançon: [20:05] Alors, ça commence tout doucement. J'ai entendu... Alors, j'ai une personne de Foundation Robotics. Monde Numérique : [20:12] Qu'est-ce que c'est ? Didier Vançon: [20:14] C'est eux qui développent le robot fantôme qui est destiné à l'armée américaine aux Etats-Unis. qui ont vu qui étaient intéressés, ils m'ont même proposé un job voilà et donc, je ne cherche pas de job je cherche juste à vendre votre main à vendre les connaissances, Donc, elle est brevetée. Monde Numérique : [20:36] J'imagine ? Didier Vançon: [20:37] Comment ? Monde Numérique : [20:38] Elle est brevetée ? Didier Vançon: [20:39] Alors, en partie. En partie. Voilà. Alors, le brevet coûte très cher. Je n'ai pas les moyens financiers de pouvoir, gérer des brevets lourds. Donc, c'est pour ça qu'elle est cachée. Donc là, je suis sur le système boîte noire, où on ne voit que l'apparence externe et je cache l'intérieur. D'accord. Monde Numérique : [21:01] Ça, vous ne le montrez à personne. Vous ne montrez à personne l'intérieur. Didier Vançon: [21:02] Je ne le montrerai qu'il y a des gens intéressés. Monde Numérique : [21:04] Et qui pourraient vous aider pour les brevets, etc. Didier Vançon: [21:07] Exactement. Monde Numérique : [21:08] Vous ne faites pas arnaquer au passage. Didier Vançon: [21:10] Exactement. Alors là, par contre, j'aurai des, avocats, j'aurai tout un système. Monde Numérique : [21:19] C'est étonnant d'avoir développé tout ça tout seul dans votre atelier, comme ça, dans l'Est de la France, c'est ça ? Didier Vançon: [21:26] L'Est de la France. Monde Numérique : [21:27] Oui. Didier Vançon: [21:31] Après, on peut parler aussi du système de commande. Monde Numérique : [21:34] Oui, alors allez-y, dites-nous un peu, comment on la pilote cette main ? Didier Vançon: [21:38] Donc là, on ne parle plus du système de captation que j'avais mis en place. Là, maintenant, il faut pouvoir commander avec toute la dextérité possible cette main. Donc, j'ai développé un logiciel, un logiciel qui prend en compte plusieurs outils. Donc, un outil d'animation, un peu comme des marionnettes, c'est de la cinématique inverse. En fait, ça s'appelle, c'est un peu la même façon qu'on va manipuler des personnages dans un jeu vidéo. C'est-à-dire qu'on a des points et en gros, on va tirer sur ces points-là pour bouger les doigts. En fait, les doigts vont se diriger vers une cible et réaliser des mouvements. Alors c'est de la cinématique inverse complexe parce qu'il y a des limites. Didier Vançon: [22:24] Il y a pas mal de limites, etc. Donc ça a été un très gros travail. C'est des articulations assez complexes en termes d'axes, etc. Donc tout ça, ça a été rendu possible. Et il y a un système d'animation par clé, c'est-à-dire un peu comme un dessin animé. Je vais positionner mes clés et je vais animer la main clé par clé. et j'ai également un système par avatar donc un mode avatar où là j'ai un gant qui me permet de bouger en temps réel la main, ça c'est génial un gant rempli de capteurs, c'est un gant que je développe moi-même également, il y a 12 capteurs à l'intérieur, 12 capteurs et qui permet de diriger de manière extrêmement précise le bras ok. Monde Numérique : [23:09] Très bien écoutez, parfait, on vous souhaite plein de bonnes choses, plein de développement pour cette cette main robotique do it yourself. C'est exactement ça. Et puis, on continuera à suivre vos aventures. Didier Vançon: [23:25] Oui. Je vous remercie. Monde Numérique : [23:28] Merci beaucoup. Didier Vanson.