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Les aspirateurs robots utilisent des capteurs et des cartes d’images pour interagir avec un espace et créer des schémas utilisables de l’environnement, ce qui leur permet de naviguer et de nettoyer efficacement. Le nettoyage est l’une de ces corvées qui demandent beaucoup de volonté pour être effectuées. La plupart d’entre nous attendent la bonne motivation pour s’y mettre, comme une occasion spéciale ou la venue d’une personne importante.
Heureusement, il existe des appareils qui aident à accomplir ces tâches. Alors qu’un aspirateur ordinaire vous oblige à le porter physiquement pour enlever la saleté, un aspirateur robotisé nettoie les sols sur lesquels il est posé, sans aucune aide de notre part !
La technologie des robots nettoyeurs a parcouru un long chemin depuis ses débuts. Lorsque les batteries des premiers modèles s’épuisaient, vous les retrouviez souvent coincés dans un coin de la maison, à émettre des bips et à rester seuls, mais les nouveaux modèles sont vraiment impressionnants. Ils nettoient chaque surface par eux-mêmes, mémorisant la disposition de la maison et trouvant des moyens optimaux de la nettoyer. Une fois programmé avec l’essentiel, l’aspirateur jette la saleté dans le réceptacle par lui-même et s’auto-recharge en se branchant lorsque la batterie est sur le point de s’épuiser.
La question reste posée… comment un aspirateur robot sait-il se diriger dans la maison ? Comment fait-il pour esquiver les obstacles et éviter de nettoyer le même endroit encore et encore ? C’est ce que nous allons découvrir.
À travers les yeux de l’aspirateur robot
Lorsqu’il nettoie une pièce, l’aspirateur doit naviguer dans l’espace sans heurter d’obstacles, tout comme nous. Pour ce faire, nous utilisons nos entrées sensorielles, principalement la vue, et nous nous écartons du chemin pour éviter l’obstacle. L’aspirateur robot fonctionne de la même manière, mais possède différents capteurs pour différentes entrées. Les capteurs embarqués lui permettent d’éviter les dangers, de se déplacer sur des trajectoires de nettoyage optimales et de naviguer efficacement vers de nouveaux espaces qu’il doit encore couvrir.
Le type de capteurs utilisés dépend des fabricants de l’aspirateur en question, mais en principe, les données en temps réel fournies par les capteurs déclenchent des actions préprogrammées dans le robot, ce qui l’aide à prendre des décisions sur place, sans assistance.
Les aspirateurs sont conçus pour être aussi petits que possible, avec un design très compact, ce qui leur permet d’atteindre chaque petit coin sous les objets. Pour les endroits qu’ils ne peuvent pas atteindre et dans lesquels ils se cognent par inadvertance, ils utilisent des capteurs pour les guider.
Ces capteurs comprennent les éléments suivants :
Capteurs muraux
L’aspirateur robot est équipé d’un capteur infrarouge qui détecte les murs de la maison. Cela est nécessaire pour que le robot suive les murs et se déplace le long de ceux-ci tout en nettoyant la saleté accumulée sur les côtés de la plinthe du mur. Dans certains appareils, le robot détermine également la trajectoire de nettoyage dans une pièce, ce qui se fait grâce à des algorithmes préprogrammés. Le spectre infrarouge est également utile pour naviguer de façon précise dans les meubles d’une pièce, ce qui permet de nettoyer la pièce plus en profondeur. Dans les appareils dotés de capacités de cartographie, les capteurs muraux peuvent leur permettre de contourner les portes ouvertes et de nettoyer de nouvelles pièces.
Capteurs d’obstacles
Les plus gros problèmes des aspirateurs robots sont les objets qui se trouvent dans une pièce – les meubles en vrac, les pieds du canapé, la table à manger, les chaises et les jouets placés au hasard. Pour lutter contre ce problème, des capteurs sont placés sur les pare-chocs amortisseurs du robot. Lorsque le robot heurte un objet, le capteur se déclenche et indique au robot qu’il doit se diriger dans la direction opposée à celle de l’objet heurté. Étant donné que le déplacement autour des objets peut laisser des traces de saleté, de nombreux fabricants demandent à leurs robots d’emprunter des chemins différents pour atteindre l’obstacle, en heurtant lentement les objets pour voir s’ils sont mous (comme les rideaux et les stores), afin de pouvoir passer au travers, plutôt que d’éviter complètement la zone.
Capteurs de falaise
Les changements de niveau du sol peuvent représenter un risque majeur pour le robot, qui peut se retrouver coincé ou même endommagé. Les zones telles que les cages d’escalier et les greniers peuvent être très dangereuses et causer des dommages si elles sont mal desservies. Pour s’assurer que le robot reste sur le même plan, des capteurs infrarouges sont placés sous le robot et envoient des signaux pour mesurer la distance par rapport au sol. Si le signal est reçu immédiatement, le robot sait qu’il est sur le même plan. Si le signal met du temps à revenir, il reconnaît la présence d’une falaise et lance un protocole préprogrammé pour modifier sa trajectoire dans une autre direction.
Capteurs de roues
Il est essentiel pour le robot de calculer la distance totale qu’il a parcourue dans la pièce, essentiellement pour s’assurer qu’il a bien nettoyé toutes les surfaces de la pièce et n’a oublié aucun endroit. Des capteurs de lumière sont donc placés sur les roues du robot. Cela permet au robot de mesurer la rotation de ses propres roues. Cette mesure, une fois calculée avec la circonférence de la roue, lui donne la distance qu’il a parcourue.
Capteurs de saleté
Ces capteurs sont utilisés par certains fabricants pour avertir le robot en cas d’excès de saleté dans une certaine zone. Il s’agit de capteurs d’impact acoustique, qui permettent au robot de détecter si un volume important de saletés entre dans le robot, car les saletés font vibrer la plaque métallique des capteurs. Le robot lance alors un nouveau cycle de nettoyage de la pièce, car il reconnaît qu’il y a plus de saleté à ranger !
LiDAR (Light detection and ranging) et cartographie d’image
La dernière génération de robots utilise de puissants programmes informatiques de détection et de cartographie. Ces programmes sont utilisés dans les robots haut de gamme dotés de capacités avancées. Chaque fabricant utilise ces technologies de manière idiosyncratique, ce qui rend les robots différents les uns des autres en termes de capacités.
Certains fabricants utilisent des caméras embarquées pour prendre des photos de toute la pièce, en marquant l’emplacement des meubles, des plafonds, des murs et de la disposition générale de la pièce. Cela permet au robot d’être conscient de l’environnement qu’il nettoie, l’aidant à reconnaître les zones et à apprendre les chemins optimaux pour un meilleur nettoyage et une utilisation efficace de l’énergie.
Certains robots utilisent le LiDAR (Light Detection and Ranging) pour cartographier la distance entre eux et les objets situés sur leur chemin. Il crée une carte avec ces mesures, ce qui lui permet de connaître l’environnement et de connaître sa place dans l’environnement. Il sait ainsi quel chemin a déjà été emprunté, ce qui lui permet d’optimiser ses mouvements pour une meilleure manœuvre.
La magie de la cartographie
Les nouveaux aspirateurs robots haut de gamme comprennent des systèmes d’auto-navigation qui utilisent la technologie de cartographie. Chaque fabricant met en œuvre sa propre approche de la cartographie mais chacun d’eux est actuellement construit autour de deux méthodes légèrement différentes.
La première consiste à utiliser un appareil photo numérique embarqué pour prendre des photos des murs, des plafonds, des portes, des meubles et d’autres points de repère. Une version de ce type de cartographie est utilisée dans les aspirateurs Roomba de la série 900 et les Powerbots de Samsung. L’autre méthode, utilisée dans les aspirateurs comme la série Botvac de Neato, utilise un télémètre laser (également appelé LIDAR pour Light Detection and Ranging) qui mesure la distance par rapport aux objets se trouvant sur le chemin de l’aspirateur. Dans les deux cas, le aspirateur robot utilise les données qu’il collecte en combinaison avec les informations provenant de ses autres capteurs pour construire progressivement une carte de la pièce pendant son nettoyage initial.
La cartographie présente des avantages considérables. Muni d’un plan, le aspirateur robot peut tracer le chemin le plus efficace à travers la pièce, c’est pourquoi les modèles cartographiques semblent se déplacer en ligne droite de manière plus ordonnée que leurs homologues non cartographiques. La cartographie permet également à l’aspirateur robot de se localiser dans la carte, ce qui lui permet de savoir où il a été et où il doit encore aller. Et si la batterie de l’aspirateur se décharge en cours de route, il peut retourner à sa station d’accueil pour se recharger, puis reprendre là où il s’est arrêté. Le résultat de tout cela est un nettoyage plus rapide, plus complet et plus uniforme.
La navigation cartographique n’est pas sans peccadilles. Les aspirateurs de cartographie peuvent se frayer un chemin et se perdre dans des environnements peu éclairés. Les murs sombres peuvent interférer avec les signaux laser des modèles LIDAR et les miroirs au sol peuvent leur faire croire qu’une pièce est plus grande qu’elle ne l’est. Mais ce sont là des problèmes mineurs comparés aux avantages qu’offre la cartographie.
Conclusion
Les multiples capteurs et la technologie de cartographie d’image sont utilisés pour aider les aspirateurs robots à comprendre et à naviguer dans une pièce. Ils rendent le robot intelligent et plus apte à trouver des façons optimales de manœuvrer un espace pour le nettoyer efficacement. Ces multitudes de capteurs sont considérés comme des caractéristiques du produit et peuvent être disponibles ou non, selon l’entreprise et le prix de l’aspirateur robot en question. Choisissez judicieusement !
