Les robots font de l’homme un élément moteur de l’usine du futur

Pendant très longtemps, l’automatisation a été assimilée à l’usage de robots industriels, programmés pour  répéter des tâches plus ou moins complexes au maximum de leur vitesse et de leur précision. Ces robots  sont placés dans des cages pour protéger les salariés, mais cette mise en sécurité conduit à éloigner les femmes et les hommes des étapes critiques de la production. L’industrie  a gagné en productivité et en sécurité au sacrifice de la souplesse, de l’expérience et de la sensibilité des opérateurs.

Il existe désormais une nouvelle génération de robots, capables de travailler main dans la main avec les salariés. Ces robots collaboratifs, ou « cobots »,  sont conçus pour ne pas être dangereux. Moins encombrants, plus légers et moins coûteux, ils laissent à l’opérateur humain le rôle d’agent décisionnel actif. Aujourd’hui, l’intégration et le pilotage de ces cobots nécessite encore une grande expertise, ce qui freine leur déploiement dans l’industrie.

Le travail de Susana contribue au développement de nouvelles méthodes  de programmation des bras robotiques. En l’occurrence, il s’agit des méthodes itératives et par démonstration kinesthésique où l’opérateur programme un robot en le prenant simplement « par la main » et en lui  montrant les mouvements à réaliser  pas à pas. La thèse montre que ces  méthodes rendent la technologie ac- cessible aux opérateurs non experts  en robotique, réduisant ainsi les coûts  d’exploitation des entreprises. Sa solution propose également d’aider l’opérateur tout au long de l’apprentissage; car sans assistance, la lourdeur des robots, même collaboratifs,  rend leur manipulation difficile. Cela réduit considérablement la pénibilité  de la tâche et de sa programmation.
Enfin, la thèse montre que, pour les tâches très complexes, la méthode itérative permet une programmation  plus efficace tout en garantissant le confort et la sécurité de l’opérateur.

Les résultats de ces travaux sont déjà utilisés par plusieurs partenaires industriels du CEA. Ils ont également contribué au développement des robots collaboratifs ISybot, via une start-up incubée au sein de l’organisme.

Intérêt pour l’industrie 

L’ambition de la thèse est de rendre l’utilisation des robots de comanipulation plus intuitive et plus confortable. Au travers de l’utilisation des guides virtuels et le développement d’une boîte à outils générique, ces travaux permettent à du personnel  non expert de programmer un robot 6 axes pour une tâche industrielle complexe. En montrant au robot, étape par étape, les gestes à effectuer, sa  programmation est décomposée en actes simples.

Le travail de Susana, validé par de nombreux tests utilisateurs, ouvre des perspectives importantes. En effet, la fusion de la force et de la précision  du robot avec la dextérité et la capacité d’adaptation de l’opérateur,  permet de soulager physiquement ce  dernier tout en le laissant se concentrer sur les tâches à plus forte valeur  ajoutée. De plus, la simplicité d’utilisation de la boîte à outils permet d’éviter le recours coûteux à une expertise extérieure, rendant le robot accessible aux petites et moyennes entreprises.

Cette approche permet à l’opérateur de réaliser des tâches auparavant très difficiles sans assistance robotique. En retirant l’aspect physique de l’équation, elle facilite l’emploi des seniors et la parité femmes-hommes.  La programmation itérative simplifie et accélère l’intégration du personnel débutant mais permet surtout à un opérateur de maîtriser plusieurs robots différents, sans formation complémentaire. Elle facilite donc la requalification des métiers des opérateurs. Quant à la question de la place de l’humain dans l’usine du futur, ces travaux justifient l’intérêt d’en faire un élément moteur.