Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
Jusqu’à récemment, dans les usines manufacturières, les espaces de travail d’humains et robots étaient rigoureusement séparés pour des questions de sécurité et de répartition de tâches. Depuis quelques années, l’interaction physique humain-robot a connu un essor important, et a permis de développer des robots, dits collaboratifs, capables de travailler en proximité – voire au contact – des opérateurs humains. Cet article traite de la robotique collaborative en présentant un état de l’art de l’existant, aussi bien en termes de technologie que de normes, de méthodologies et d’outils.
Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.
Lire l’articleABSTRACT
Until recently, in manufacturing plants, the workspaces of humans and robots were strictly separated because of safety and role assignment. Currently, physical human-robot interaction has grown significantly, and has led to the development of so-called collaborative robots, i.e. robots capable of working in close proximity - or even in contact - with human operators. This article deals with collaborative robotics, by presenting a state of the art of the existing technologies, standards, methodologies and tools.
Auteur(s)
-
Andrea CHERUBINI : Professeur des universités - Laboratoire d’informatique, de robotique et de microélectronique de Montpellier LIRMM Université de Montpellier – CNRS, 161 Rue Ada, 34090 Montpellier, France
-
Benjamin NAVARRO : Ingénieur de recherche - Laboratoire d’informatique, de robotique et de microélectronique de Montpellier LIRMM Université de Montpellier – CNRS, 161 Rue Ada, 34090 Montpellier, France
-
Philippe FRAISSE : Professeur des universités - Laboratoire d’informatique, de robotique et de microélectronique de Montpellier LIRMM Université de Montpellier – CNRS, 161 Rue Ada, 34090 Montpellier, France
INTRODUCTION
Les lignes d’assemblage étaient jusqu’à présent constituées de zones où les opérateurs humains intervenaient et de zones robotisées où les opérateurs ne pouvaient pénétrer sans interrompre la chaîne d’assemblage.
Depuis environ 2010, l’interaction physique humain robot (pHRI : physical human-robot interaction) suscite un grand intérêt auprès de la communauté de recherche internationale.
La maîtrise des interactions physiques entre un robot et un opérateur humain et entre un robot et son environnement ouvre la voie à un nouveau paradigme concernant l’usine du futur. Ce nouveau paradigme peut se résumer par la mise en place de nouvelles lignes d’assemblage constituées de robots et d’opérateurs partageant le même espace de travail.
Cette approche a pour conséquence de rendre plus flexibles et reconfigurables ces nouveaux espaces de production tout en minimisant les troubles musculo-squelettiques des opérateurs par une répartition plus appropriée des tâches. Il s’agit de distribuer et partager le travail d’assemblage avec ce robot, qui supporte et manipule des charges lourdes et laisse à l’opérateur les manipulations plus fines et complexes.
Cet article propose de décrire ces nouvelles techniques permettant de réaliser une interaction physique sûre et efficace entre un robot et l’opérateur humain.
D’abord, il présente un état de l’art de la coopération humain-machine dans l’industrie, et des normes ISO relatives à la robotique collaborative. Il se localise ensuite sur la collaboration humain-robot sous deux volets : la collaboration sans contact (pour l’évitement des collisions et la détection des collisions) et la collaboration physique (par exemple, le guidage manuel). Enfin, il présente quelques outils fondamentaux en robotique collaborative, dont les robots collaboratifs mobiles, les actionneurs compliants et quelques bibliothèques logicielles fondamentales.
L'expertise technique et scientifique de référence
KEYWORDS
industry 4.0 | Robotics, | Factory of the future | Human-robot interaction
DOI (Digital Object Identifier)
CET ARTICLE SE TROUVE ÉGALEMENT DANS :
Accueil > Ressources documentaires > Innovation > Management et ingénierie de l'innovation > Ingénierie de l'innovation > Robotique collaborative - État de l’art, défis, avenir > Conclusion
Cet article fait partie de l’offre
Robotique
(60 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Un Parcours Pratique
Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
Doc & Quiz
Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive
Présentation
Glossaire4. Conclusion
La robotique collaborative est en train de connaître un essor important dans le domaine industriel, en libérant les robots de leur isolement contraint par des mesures de sécurité pour les opérateurs humains.
Ce succès est dû à plusieurs causes. Premièrement, l’amélioration générale de la qualité de travail rend peu attractives les tâches répétitives demandées par l’industrie manufacturière. Deuxièmement, l’impact énorme des coûts économiques et sociaux dérivés des troubles musculaires liés au travail pousse les institutions politiques à encourager les solutions cobotiques. Une troisième cause est l’ambition (notamment au sein de l’Union européenne) d’éviter la délocalisation industrielle vers les régions où les salaires sont plus bas.
Ce contexte a d’une part poussé les constructeurs historiques de robots (Kuka, ABB, Comau, Fanuc, Staubli) à développer leurs propres gammes de cobots, et d’autre part à ouvrir un marché pour de nouveaux constructeurs spécialisés dans les robots collaboratifs (Universal Robots, Franka Emika). L’avenir des cobots paraît aujourd’hui très prometteur.
Cet essor ouvre des perspectives inespérées aussi bien pour la société (amélioration de la qualité de travail et acceptabilité des robots) que pour les chercheurs, qui sont confrontés à de nouveaux défis liés à l’interaction physique humain-robot. Nous conclurons cet article en citant les deux verrous les plus importants à résoudre pour arriver à une diffusion généralisée des robots collaboratifs.
Un premier verrou – fondamental – est la perception de l’intention de l’humain.
En termes matériel, la démocratisation des caméras de profondeur (par exemple Microsoft Kinect ou Intel Realsense) a ouvert le spectre des possibilités, en permettant une détection relativement précise et rapide des humains opérant près du robot. Néanmoins, un point bloquant l’utilisation de ces capteurs (par rapport, par exemple, au scanner laser SICK) est le manque d’une certification industrielle. Une autre voie prometteuse est celle des peaux capacitives, telles que celle produite en France par FOGALE robotics. Ces technologies, qui ont percé notre quotidien depuis l’arrivée des écrans tactiles, permettraient de simplifier énormément l’interaction physique (au contact et à proximité) entre humain et robot.
En...
L'expertise technique et scientifique de référence
Cet article fait partie de l’offre
Robotique
(60 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Un Parcours Pratique
Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
Doc & Quiz
Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive
Conclusion
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - KRUGER (J.), LIEN (T.K.), VERL (A.) - Cooperation of human and machines in assembly lines. - In CIRP Annals – Manufacturing Technology 58, p. 628-646 (2009).
-
(2) - MICHALOS (G.) et al - Automotive assembly technologies review: challenges and outlook for a flexible and adaptive approach. - In CIRP Journal of Manufacturing Science and Technology 2.2, p. 81-91 (2010).
-
(3) - MICHALOS (G.) et al - ROBO-PARTNER : Seamless Human-Robot Cooperation for Intelligent, Flexible and Safe Operations in the Assembly Factories of the Future. - In 5th CIRP Conference on Assembly Technologies and Systems (CATS) (2014).
-
(4) - SHI (J.) et al - Levels of human and robot collaboration for automotive manufacturing. - In Workshop on Performance Metrics for Intelligent Systems, PerMIS, p. 95-100 (2012).
-
(5) - KNIGHT (W.) - How Human-Robot Teamwork Will Upend Manufacturing - MIT Technology Review – http://www.technologyreview.com (16 septembre, 2014).
-
...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
Robot Operating System (ROS) (page consultée le 7 mai 2021)
ROS-Industrial (page consultée le 7 mai 2021)
Reflexxes Motion Library (page consultée le 7 mai 2021)
Open PHRI (page consultée le 7 mai 2021)
https://github.com/open-phri/open-phri
HAUT DE PAGE
Robotiq – Collaborative robot ebook (page consultée le 7 mai 2021)
https://blog.robotiq.com/collaborative-robot-ebook
W. Knight – How Human-Robot Teamwork Will Upend Manufacturing (page consultée le 7 mai 2021)
L'expertise technique et scientifique de référence
Cet article fait partie de l’offre
Robotique
(60 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Un Parcours Pratique
Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
Doc & Quiz
Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive
