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Les humanoïdes pourraient bientôt envahir les chaînes d’assemblage d’avions

Pour la première fois, des robots humanoïdes ont fait leur entrée sur l’espace de travail consacré au montage final d’un grand fabricant d’avions. À l’avenir, ils seront peut-être amenés à travailler aux côtés des humains pour améliorer la production.

Économie numérique
Technologies industrielles

L’assemblage final lors de la construction des grands avions est l’un des secteurs les moins automatisés de ce domaine en raison des difficultés liées à l’espace de travail. À l’intérieur et autour du fuselage, l’espace est limité et les obstacles sont nombreux. Par ailleurs, il est difficile de se passer des mains et des cerveaux humains pour les tâches à valeur ajoutée, ce qui oblige les hommes et les robots à se mouvoir ensemble dans cet espace confiné. Tout cela ajoute des contraintes de sécurité et des obstacles techniques à l’automatisation du processus d’assemblage final. Le projet COMANOID, financé par l’UE, avait pour objectif de construire un démonstrateur de robot capable d’accéder avec précision à l’espace de travail dédié à l’assemblage final – un élément qui fait cruellement défaut à ce secteur.

Des robots bipèdes plus sûrs qui peuvent «sentir» leur chemin

La clé du succès a consisté à conférer à ce démonstrateur des aptitudes semblables à celles des humains afin qu’il puisse détecter son environnement en détail et procéder à des ajustements appropriés et précis. L’équipe a commencé par donner aux robots la capacité d’exploiter de multiples points de contact avec des objets de l’espace de travail pour les manœuvres de locomotion ou de manipulation, un concept appelé planification et contrôle multi-contacts. Selon Abderrahmane Kheddar, coordinateur du projet, cela ressemble «exactement à ce que font les humains lorsqu’ils s’appuient sur leurs mains ou leurs genoux pour accéder à un espace étroit, garder leur équilibre ou augmenter la force qu’ils appliquent dans une direction donnée». Ensuite, ils se sont assuré de la précision des informations sur la position du robot et de la transduction de force. Une caméra intégrée et un système de détection de force ont facilité une SLAM (localisation et cartographie simultanées) 3D dense ainsi qu’un asservissement visuo-haptique avancé. Pour finir, COMANOID a réussi à améliorer les forces opérationnelles des robots humanoïdes en utilisant un contact supplémentaire pour créer des chaînes cinématiques fermées. Les robots classiques reposent sur ce qu’on appelle des «chaînes cinématiques ouvertes», c’est-à-dire des chaînes de corps ou maillons rigides reliés par des articulations, comme votre bras lorsqu’il bouge. Toutefois, les gens emploient souvent des chaînes cinématiques fermées afin d’augmenter la force appliquée et d’accomplir des tâches difficiles. Par exemple, pour ouvrir une porte coincée, une personne place une main sur la poignée de la porte et l’autre quelque part sur un mur adjacent – ce qui revient à «fermer» la chaîne cinématique. Comme l’explique M. Kheddar, «mettre sa main sur le mur va limiter les mouvements du torse et permettre de tirer sur la porte avec beaucoup plus de force». M. Kheddar et son équipe ont doté leurs robots humanoïdes de cette capacité.

Une étape robotique importante, avant les prochaines à venir

Le 21 février 2019, lors d’une première historique, deux robots humanoïdes ont accédé à l’usine Airbus de fabrication d’avions civils à Saint-Nazaire, en France, en procédant à une démonstration réussie des technologies COMANOID. Des représentants importants d’Airbus, parmi lesquels figuraient le directeur de l’usine, les décideurs et les ingénieurs en automatisation, ainsi que des représentants du consortium COMANOID et de la CE, ont assisté à cet événement capital. Les partenaires de COMANOID sont en pourparlers avec des utilisateurs finaux et des fournisseurs européens et japonais, en vue d’une production commerciale. Entre-temps, certaines des technologies clés pour le contrôle de mouvement basé sur la rétroaction visuelle et haptique sont déjà sur le marché. Alors que les robots humanoïdes sont en cours de maturation et d’évolution, préparez-vous à retrouver bientôt la technologie SLAM sur vos iPhone et vos iPad. M. Kheddar conclut: «La vision de la planification et du contrôle humanoïdes multi-contacts est passée du statut de curiosité théorique en recherche pure à celui d’une véritable application, avec des implications potentielles pour la compétitivité de l’industrie européenne et, ultérieurement, pour la société.»

Mots‑clés

COMANOID, robot, humanoïde, force, avion, espace de travail, chaîne cinématique, planification et contrôle multi-contacts, automatisation, localisation, assemblage final, SLAM

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