Le capteur effort/couple (en anglais force/torque sensor, en abrégé capteur F/T) est un dispositif qui mesure les forces et les couples qui s’exercent sur lui. Les meilleurs capteurs relèvent six grandeurs à la fois : trois composantes de force (selon les axes X, Y, Z) et trois composantes de moment autour de ces axes — c’est pourquoi on les qualifie de six axes. Pour le robot, c’est un sens essentiel du toucher et de la pression : grâce à lui, il « sent » avec quelle force il appuie sur un objet ou avec quelle force l’environnement le heurte.
Dans les robots humanoïdes, les capteurs F/T sont placés à des endroits stratégiques. Dans le poignet, entre le bras et l’effecteur terminal, ils permettent au robot de doser finement sa force lors de la manipulation — insérer une cheville dans un trou, serrer une vis ou s’appuyer sur une table sans rien endommager. Dans la cheville, ils aident à mesurer les forces de réaction du sol, ce qui est précieux pour le calcul de l’équilibre et le contrôle du corps complet pendant la marche.
Le principal apport réside dans ce que l’on appelle la commande en effort. Au lieu de placer aveuglément sa main à une position donnée, le robot peut réagir à la résistance : lorsqu’il sent un contact, il relâche ou appuie selon le besoin. C’est indispensable pour les tâches riches en contacts, telles que l’assemblage, l’usage d’outils ou la collaboration sûre avec un humain. On trouve donc des capteurs F/T sur les humanoïdes avancés de recherche et industriels, comme PAL TALOS, Fourier GR-1 ou Apollo.
Fait intéressant, on peut aussi obtenir la force sans capteur F/T dédié. Les actionneurs élastiques en série la déduisent de la déformation du ressort, et les entraînements quasi-directs (QDD) du courant du moteur. Ces approches sont moins chères et plus légères, mais généralement moins précises qu’un capteur six axes dédié. Le choix entre un capteur F/T précis mais coûteux et une estimation de la force moins chère à partir de l’actionneur est un autre compromis important de la conception d’un robot. Pour le toucher le plus fin des surfaces, les capteurs F/T sont alors complétés par des capteurs tactiles directement dans les doigts.