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Safe human-robot interaction in logistic applications for highly flexible warehouses

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De nouvelles technologies permettent les interactions homme-robot dans les entrepôts

Une interaction homme-robot efficace est généralement considérée comme l’avenir de la logistique des entrepôts. Le projet SafeLog, financé par l’UE, a mis au point trois technologies qui devraient faciliter cette interaction, réduisant ainsi les temps d’arrêt liés à des événements imprévus dans les entrepôts où la plus stricte séparation entre humains et robots est le mot d’ordre.

Économie numérique

Promenez-vous dans un entrepôt typique où sont stockés des produits destinés à des plateformes de commerce électronique, et vous verrez deux types de «travailleurs»: des robots et des humains. Ils accomplissent chacun leurs propres tâches et travaillent le plus souvent dans des environnements strictement distincts. Si un humain pénètre accidentellement dans la zone de travail d’un robot, toute une section, voire l’ensemble de l’entrepôt, se mettra à l’arrêt, pour des raisons de sécurité. Cette situation est bien sûr très peu commode et susceptible d’entraîner des retards et des coûts d’exploitation plus élevés. Dans ce contexte, plusieurs équipes de recherche ont travaillé sur de nouvelles solutions permettant les interactions homme-robot. Le consortium SafeLog (Safe human-robot interaction in logistic applications for highly flexible warehouses), dirigé par l’Institut de technologie de Karlsruhe (KIT), est l’une d’entre elles. «Notre objectif est de permettre aux humains de pénétrer en toute sécurité dans la zone où travaillent les robots sans qu’il soit nécessaire de mettre tout l’entrepôt à l’arrêt», explique Björn Hein, coordinateur du projet. «Nous avons dans un premier temps développé un concept de sécurité et une nouvelle technologie pour détecter la présence d’un robot à proximité d’un humain. Dès que le robot s’approche d’un humain, il ralentit ou s’arrête. L’avantage d’un tel système réside dans le fait qu’il est beaucoup moins cher que la stratégie très coûteuse consistant à équiper tous les robots de scanners laser de sécurité.» La deuxième innovation consiste en un concept et un algorithme de planification capables de gérer et d’orchestrer une équipe hétérogène composée d’humains et de robots partageant la même zone d’un entrepôt. «Les robots suivent généralement leur trajectoire programmée, tandis que les humains peuvent dévier et choisir d’emprunter un autre itinéraire. Nous devions faire en sorte que le reste de l’entrepôt – ou du moins tous les robots à proximité – réagisse en conséquence. Grâce à notre algorithme, nous pouvons organiser, replanifier et coordonner environ 1 000 robots avec des humains», explique Björn Hein. Le troisième aboutissement du projet est destiné à aider les travailleurs humains à gérer les instructions qui leur sont données pour aller chercher et recueillir certaines marchandises dans l’entrepôt. SafeLog fait appel à la réalité augmentée (RA) pour les guider au bon endroit: La personne qui travaille dans l’entrepôt porte un dispositif de réalité augmentée qui lui indique le chemin optimal vers sa destination, assorti d’autres informations pertinentes. Avec ce même système, les techniciens de maintenance peuvent également obtenir des informations sur le robot qu’ils observent, des messages d’erreur, etc.

Vers un modèle de licence?

Bien que les technologies SafeLog n’aient pas encore été testées sur le site d’un client, plusieurs ateliers d’intégration et des tests dans un environnement quasi réel ont montré des résultats prometteurs. «La technologie de sécurité est en bonne voie de certification. Cela permettrait de mettre en place de nouveaux concepts d’entrepôts interactifs combinant humains et robots», fait remarquer Björn Hein. «Les composants de planification et d’orchestration pourraient finalement gérer plus d’humains et de robots qu’initialement prévu, et il semble envisageable de mettre en place de vastes systèmes d’entrepôt. En outre, il semble que notre technologie de RA aura bientôt atteint un niveau de maturité suffisant pour assister les travailleurs humains dans les entrepôts traditionnels.» Le projet étant désormais terminé, le consortium se concentre sur la commercialisation de sa technologie et de son concept de sécurité. Plusieurs sociétés ont déjà manifesté leur intérêt pour l’octroi de licences sur le concept de sécurité, et Björn Hein n’exclut pas un tel modèle de licence pour l’avenir. La recherche se poursuivra également: La technologie de sécurité est actuellement ajustée pour garantir une interaction sûre entre les humains et les robots mobiles, et son adaptation aux besoins d’autres domaines d’application est à l’étude. À plus long terme, Björn Hein envisage un éventuel SafeLog 2.0 spécifiquement dédié à l’efficacité des interactions homme-robot. «Il semble que les techniques fondées sur l’IA et les architectures cognitives axées sur la compréhension des humains dans le contexte des interactions avec les robots offrent un énorme potentiel», conclut-il.

Mots‑clés

SafeLog, entrepôt, automatisation, robot, interaction homme-robot, réalité augmentée, stocké, commerce électronique

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