Les excavatrices sont réputées pour leur prise en main difficile. Avec quatre joysticks permettant de piloter le déplacement, la rotation, la flèche, le bras et le godet articulé, l'apprentissage demande des centaines d'heures de pratique. Cette complexité vient d'une approche fondamentalement imparfaite : faire correspondre l'amplitude de mouvement d'un joystick à une machine calquée sur le bras humain.
Des ingénieurs du Massachusetts Institute of Technology (MIT), en collaboration avec le constructeur japonais Sumitomo, ont choisi de repenser entièrement l'interface. Ils ont mis au point un bras mécanique articulé muni d'une poignée de préhension. L'opérateur n'a plus qu'à déplacer son bras et sa main de façon naturelle, et la machine reproduit fidèlement ces mouvements. « C'est une façon plus intuitive de commander la machine », explique Hermano Krebs, chercheur principal au département de génie mécanique du MIT. « Avec cette nouvelle interface, nous pouvons éliminer une grande partie des cartes mentales qu'un opérateur doit construire pour utiliser une excavatrice. »
Le projet est né d'échanges entre Krebs et des chercheurs de Sumitomo. Le Japon fait face à un vieillissement accéléré de sa population, et les opérateurs d'excavatrices expérimentés partent massivement à la retraite. Former leurs remplaçants prend du temps, et le constructeur cherchait un moyen d'accélérer ce processus. La nouvelle interface, baptisée World-Space Interface (WSI), a été testée sur simulateur auprès d'opérateurs débutants. Pendant une heure par jour sur sept jours, ces novices ont été formés à la fois aux joysticks traditionnels et au WSI.
Les résultats sont sans appel. Avec les joysticks, les débutants restaient nettement moins performants que les experts. Avec le WSI, « les novices étaient aussi bons que les experts dès le départ », rapportent les chercheurs. Cette performance immédiate pourrait transformer la formation des opérateurs d'engins de chantier, un secteur où la pénurie de main-d'œuvre qualifiée se fait sentir dans plusieurs pays industrialisés.
L'équipe de recherche prévoit maintenant d'ajouter un retour haptique à l'interface. Cette technologie permettrait à l'opérateur de ressentir des sensations tactiles, comme la résistance du sol ou le poids de la charge, renforçant encore le réalisme et la précision des commandes. Le WSI représente une avancée notable dans le domaine des interfaces homme-machine appliquées aux engins lourds, où l'ergonomie a longtemps été négligée au profit de la seule puissance mécanique.