Une peau synthétique permet aux robots industriels de ressentir leurs collègues humains
Un grand nombre d’entreprises cherchent à raccourcir leurs cycles de production, notamment dans les secteurs de l’automobile, de la fabrication, de la chimie, de la pharmacie et de l’alimentation. L’objectif commun est de réduire les coûts et de commercialiser plus rapidement les produits, tout en veillant à respecter les droits et les besoins des travailleurs, comme le prévoit le cadre de l’industrie 5.0. Les robots collaboratifs pilotés par l’IA constituent un moyen d’y parvenir.
«Les robots capables de travailler en collaboration avec les humains sont encore plus susceptibles d’accroître l’efficacité de la production», fait remarquer Zoe Doulgeri, professeure au laboratoire d’automatisation et de robotique de l’Université Aristote de Thessalonique en Grèce, et coordinatrice du projet CoLLaboratE (Co-production CeLL performing Human-Robot Collaborative AssEmbly).
Elle poursuit: «Considérons une situation où un travailleur humain est capable de montrer à un robot comment assembler de nouvelles pièces en quelques minutes seulement. Le robot est capable d’apprendre de la démonstration et de s’adapter aux changements de l’environnement, de sorte qu’il peut réellement aider les travailleurs dans leurs tâches quotidiennes. Notre vision est celle d’un avenir où les humains et les machines peuvent collaborer de manière efficace et flexible dans un espace de travail partagé.»
Espaces de travail humain-robot
L’objectif clé du projet CoLLaboratE, financé par l’UE, consistait à développer des robots industriels capables non seulement d’apprendre des humains, mais aussi de travailler à leurs côtés en toute sécurité.
«Nous voulions nous assurer que des personnes non-expertes seraient en mesure d’enseigner aux robots des tâches d’assemblage», explique Zoe Doulgeri. «Nous avons développé différentes méthodes d’enseignement à cette fin.» Il s’agit notamment de la démonstration visuelle, le robot observant le travailleur effectuer l’assemblage, du guidage physique (c’est-à-dire que le travailleur prend le robot par la main et le guide dans la tâche) et de la réalité augmentée via une application mobile.»
En termes de sécurité humaine, l’équipe du projet a développé un logiciel qui garantit que les machines pilotées par l’IA sont pleinement conscientes de la présence de collègues humains sur la ligne de production, afin d’éviter les collisions tout en demeurant conformes, adaptatives et précises. «À titre d’exemple, nous avons développé une nouvelle peau robotique qui non seulement détecte le contact avec les objets, mais peut distinguer le type de contact», explique Zoe Doulgeri. «Grâce à l’apprentissage profond, le robot peut faire la différence entre les contacts volontaires de l’homme et les contacts involontaires et réagir de manière appropriée et sûre.»
Le robot ayant appris la tâche par la démonstration, l’équipe du projet a créé des méthodes impliquant l’IA et le contrôle adaptatif afin que le robot puisse s’améliorer de manière autonome et s’adapter à différents scénarios. Le robot peut, par exemple, partager la charge avec un travailleur lorsqu’ils manipulent ensemble différents objets. Les robots sont capables de reconnaître les gestes des travailleurs et de les transposer en actions.
Outre ces développements techniques, l’équipe du projet a également prêté attention aux aspects sociaux de la présence de robots pilotés par l’IA sur la chaîne de production. «Il est primordial que les travailleurs acceptent les robots», explique Zoe Doulgeri. «Nous avons donc travaillé à assurer une bonne communication entre les robots et les humains, afin d’instaurer une certaine confiance.»
Un vaste potentiel pour l’industrie
Zoe Doulgeri s’attend à ce que les avancées réalisées au cours du projet CoLLaboratE conduisent à terme à une plus grande adoption des robots collaboratifs dans l’industrie. Elle souligne qu’outre les gains directs de productivité, les conditions de travail des employés peuvent également être améliorées. Les tâches plus exigeantes physiquement et plus répétitives peuvent être déléguées à des partenaires robotiques dans l’espace de travail humain-robot envisagé.
Parmi les utilisateurs finaux potentiels de la technologie CoLLaboratE figurent les fabricants d’automobiles, d’avions et d’appareils électroménagers. De nombreuses industries ont déjà reconnu le potentiel de la robotique collaborative et entreprennent d’intégrer les résultats du projet CoLLaboratE dans leurs chaînes de montage.
«Notre objectif n’est pas seulement d’accéder aux grandes industries, mais aussi de fournir une assistance aux PME qui fabriquent des petites séries», ajoute Zoe Doulgeri. «Elles peuvent également bénéficier de la flexibilité que procure CoLLaboratE.»
L’équipe du projet envisage la possibilité d’une entreprise commune afin de financer la commercialisation des résultats de recherche du projet et augmenter la production. Elle est actuellement à la recherche de fonds privés et publics. «Les développements et les tests ultérieurs pourront être réalisés dans un environnement opérationnel via ce modèle», explique Zoe Doulgeri.
Source : Co-production CeLL performing Human-Robot Collaborative AssEmbly - Résultats de la recherche de l'UE.