Les membres de l'équipe de développement étaient de parfaits amateurs en matière de développement de robots et d'intelligence artificielle. Ils ont donc travaillé le sujet ensemble, en partant de rien, pendant leur temps libre et, à force d’essais et d’erreurs, ils ont mis au point la première génération de CUE qui a réussi un lancer franc à l'automne de la même année.
Le projet a provoqué de nombreuses réactions positives, tant chez Toyota qu’à l’extérieur, et l'entreprise a donc décidé de le poursuivre en tant que projet officiel de l'entreprise. Six mois après le développement de la première génération de CUE, le robot était de retour, perfectionné, sous le nom de CUE2. Cette fois, il a surpris tout le monde en se tenant sur ses deux pieds et en lançant depuis la zone des trois points. Le défi de l'équipe de développement de CUE s'est poursuivi avec CUE3 et CUE4.
Des obstacles de taille pour le projet CUE
Le projet CUE a dû faire face à un certain nombre d'obstacles importants. Tout d'abord, le robot doit mesurer la distance entre sa position et le panier, calculer la trajectoire à donner au ballon pour marquer et déterminer comment lancer le ballon. Enfin, un mouvement de lancer précis est nécessaire. Le contrôle coordonné de tous les moteurs installés dans chaque articulation et le contrôle précis de chaque moteur (position, vitesse et couple) sont indispensables pour obtenir le mouvement de lancer précis. CUE a la morphologie d'un joueur de basket et l’espace disponible pour les moteurs dans ses articulations est limité, il est donc impossible d'installer de gros moteurs. Afin de générer une force suffisamment importante pour le lancer avec un petit moteur, il est donc nécessaire d'amplifier la force disponible par le contrôle coordonné des moteurs installés dans les différentes articulations dans les jambes, le bas du dos et les bras, et de la transmettre au ballon pendant le mouvement de lancer.
La moindre erreur dans le contrôle de la position, de la vitesse ou du couple d'un seul moteur pendant le lancer entraîne une déviation dans le mouvement qui empêche de marquer. Il est donc extrêmement important d’éviter les erreurs. Étant donné que la distance au panier varie selon la position du robot lorsqu'il vise, un ajustement subtil de la force est essentiel. Chaque moteur doit faire preuve d'une grande réactivité et être compact et puissant afin de pouvoir effectuer le mouvement souhaité selon un profil de mouvement précis. Les moteurs FAULHABER ont joué un rôle décisif dans la résolution de ce problème.
CUE2 a tenté d’inscrire des paniers à trois points
Alors que la première génération de CUE réussissait à marquer depuis la ligne des lancers francs, CUE2 a été amélioré pour se tenir sur ses deux pieds et tirer depuis la ligne des trois points, à 6,75 mètres du panier. À mesure que la distance de tir augmente, la moindre erreur dans le mouvement de lancer peut avoir un impact significatif. La plus petite déviation du mouvement peut se traduire par un échec au tir depuis la ligne des trois points qui se trouve environ 2,5 mètres plus loin que la ligne de lancer franc.
Lors du développement de CUE2, la puissance élevée du moteur était un enjeu majeur. Le servomoteur C.C. sans balais de FAULHABER de la série 4490 B a été retenu parmi les candidats en termes de taille et de puissance. Dans le mouvement de lancer, plusieurs moteurs sont contrôlés simultanément et les moteurs doivent travailler plus fort afin de générer immédiatement un couple élevé. Malgré la difficulté, les résultats de la simulation thermique basée sur le profil de fonctionnement de FAULHABER ont confirmé que CUE2 assurait une dissipation thermique suffisante, de sorte que ce moteur a été jugé capable de résister à l'utilisation.
Au début, les paramètres du contrôleur n’étaient pas correctement ajustés et les moteurs étaient parfois endommagés. Mais le projet a finalement atteint le stade où CUE2 a réussi à marquer des paniers à trois points et ses performances ont été présentées lors d'un spectacle à la mi-temps d'un match de basket professionnel japonais.
L'évolution se poursuit avec CUE3 et CUE4
CUE3 a été développé sur la base d'un nouveau concept : lorsque le robot attrape le ballon dans sa main gauche, il se met en position de tir et tente de marquer. Lorsque CUE3 a atteint ce niveau de performance, l'équipe a reçu une offre pour défier les records du monde du Guinness.
Lors de la préparation au record du monde du Guinness, CUE qui avait initialement besoin d'environ une minute de préparation avant un tir, a été amélioré pour marquer des paniers avec précision toutes les 12 secondes.
Lorsque le nombre de lancers consécutifs a dépassé les 1 000, l'objectif du défi a été fixé à 2 020 lancers en référence aux Jeux olympiques et paralympiques de Tokyo. Six heures et 35 minutes après le début de la compétition, la joie a éclaté :
CUE3 battait le record mondial du Guinness du « plus grand nombre de lancers francs consécutifs au basket par un robot humanoïde (assisté) : 2 020 tirs ».
Après CUE3 qui a établi un record mondial du Guinness pour les lancers francs, l'objectif de CUE4 était de remporter le concours à trois points, le Three-point Contest. Le Three-Point Contest est un jeu dans lequel 25 ballons au total sont placés cinq fois chacun à cinq points de tir le long de la ligne des trois points : le joueur en compétition doit essayer de marquer le plus de paniers possible dans le temps imparti. CUE4 se déplaçait rapidement vers le point de tir, attrapait le ballon, se mettait en position de tir et marquait des paniers à trois points, ce qui enthousiasmait le public de l'événement. CUE4 est équipé d’une nouvelle fonction de saisie du ballon grâce au nouveau moteur plat sans balais à rotor externe de la série 4221 BXTH de FAULHABER qui n’est que depuis peu sur le marché. FAULHABER attend avec impatience la suite du développement de CUE qui relève sans cesse de nouveaux défis.
