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Safe, Efficient and Integrated Indoor Robotic Fleet for Logistic Applications in Healthcare and Commercial Spaces

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Les robots mobiles multitâches conviennent à merveille au milieu médical

La gamme ENDORSE de robots mobiles multitâches est conçue pour fonctionner en harmonie avec les humains ou d’autres machines, tant dans des environnements intérieurs qu’extérieurs.

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Si les robots sont déjà monnaie courante dans les entrepôts et les chaînes de production des usines, ils se fondent de plus en plus dans le paysage des environnements plus «non structurés». «Les robots devront bientôt coexister et collaborer avec les humains et d’autres machines, notamment des drones, en intérieur comme en extérieur», explique Nacim Ramdani, coordinateur du projet ENDORSE, financé par l’UE. Axé sur le milieu médical, ENDORSE avait pour objectif de contribuer à garantir que les robots multitâches soient en mesure d’évoluer en toute sécurité dans ce monde cyber-physique. L’équipe du projet a développé des algorithmes pour la navigation autonome de robots conscients de l’homme et des systèmes de gestion de flotte (SGF), ce qui permettra aux robots de collaborer en vue d’atteindre un objectif commun, tout en exécutant des tâches individuelles.

Robots mobiles multitâches «sans infrastructure»

ENDORSE avait pour ambition d’améliorer la navigation des robots au-delà des approches actuelles fondées sur des capteurs lidar comportant des systèmes «d’interblocage», où les robots enregistrent les objets sur leur chemin, puis s’arrêtent et attendent que la voie soit libre. «Nos robots possèdent des algorithmes préinstallés de résolution des interblocages. Ces algorithmes ont recours à des techniques d’imagerie afin de détecter les humains et d’anticiper leurs mouvements et permettent ainsi au robot de réaliser des manœuvres afin d’exécuter ses tâches», ajoute Nacim Ramdani. L’équipe a conçu une solution dont le déploiement n’exige aucune infrastructure ni investissement importants, ce qui permet de réduire le temps d’installation tout en maîtrisant les coûts. Un logiciel en tant que service basé sur le cloud assure l’accès au SGF d’ENDORSE, ce qui permet d’éviter d’avoir à installer des composants matériels sur site, étant donné que la solution est accessible partout moyennant une connexion Internet. Le marché cible de départ étant le milieu médical, un kit d’e-diagnostic sur le lieu de prise en charge a été mis au point. Ce kit intégrait des capteurs de diagnostic standard, ainsi qu’un capteur ECG exclusif, couplé à un informatique (dispositif de passerelle réseau) et à un logiciel de niveau commercial (développé par le projet) pour connecter les mesures des capteurs aux dossiers médicaux électroniques des patients. L’équipe a également créé différents supports de montage qui peuvent être installés sur les robots afin de leur permettre d’exécuter une série de tâches mécaniques, comme transporter un chariot.

Le moment des essais

Le simulateur de robot 3D Gazebo a été utilisé pour simuler le mouvement de plusieurs robots dans un éventail d’environnements intérieurs, afin d’évaluer l’efficacité du SGF ainsi que les modules de navigation autonome spécifiques, notamment la résolution des interblocages et les méthodes de localisation des robots. Le SGF a été soumis à d’innombrables simulations et expériences, qui ont fait appel à des stratégies métaheuristiques et à des algorithmes d’optimisation, afin de trouver les meilleurs configurations et paramètres pour l’attribution des sous-tâches aux différents robots. De nombreuses simulations ont également été réalisées pour transmettre des données de patients capturées par des capteurs (fictifs) à des dossiers médicaux électroniques basés sur le cloud, afin de valider l’interaction et l’intégration de ces modules médicaux. L’équipe a aussi testé de vrais robots dans une situation réaliste. «Une flotte de deux robots a exécuté avec succès les tâches qui lui ont été attribuées par le système, les robots évoluant de manière autonome dans un espace de bureau partagé avec des humains», explique Nacim Ramdani. «Ces expériences ont mis en lumière de nouveaux défis. Par exemple, les cloisons de verre, souvent présentes dans les bureaux, peuvent réfracter les signaux des capteurs et ainsi compromettre les performances des robots.»

Un large éventail d’applications

Depuis les années 1980, les robots apportent une aide chirurgicale grâce à leur précision et à leur inlassable travail. Cela dit, les progrès récents, comme la vision par ordinateur, l’intelligence artificielle et les mégadonnées, ont fortement élargi les capacités des robots. En l’occurrence, les robots de soin et de réadaptation visant à aider les patients atteints de maladies, de déficiences cognitives et de handicaps suscitent un intérêt croissant. En 2020, la Fédération internationale des robots a estimé la valeur du marché des robots médicaux à 9,1 milliards de dollars américains en 2022. «Les robots permettraient d’alléger la charge reposant sur les épaules des professionnels de la santé, en dégageant du temps pour la réalisation de tâches spécialisées, en améliorant la qualité générale des soins tout en réduisant les coûts», fait remarquer Nacim Ramdani. Les partenaires s’emploient à définir la manière de mettre la solution ENDORSE sur le marché des soins de santé, en particulier les maisons de retraite, les centres cliniques et les hôpitaux. En tant que projet mené sous l’égide des Actions Marie Skłodowska-Curie, le transfert de connaissances par le biais d’échanges de personnel interdisciplinaire occupait une place nodale dans ENDORSE. Cette démarche a donné naissance à un projet de même nature, baptisé RESPECT, qui s’attache à remédier à tous les problèmes de sécurité et de confidentialité recensés dans le cadre d’ENDORSE.

Mots‑clés

ENDORSE, robot, gestion de flotte, autonome, navigation, sûr, algorithmes, intelligence artificielle, médical, hôpital, santé

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