Juan-Antonio Corrales RamonInstitut Pascal

Institut Français Mécanique Avancée

Jean-Marie D'Ettorre, Virginie Roux et Nicolas JaunetMichelin

1

Contexte : Rapport fait pendant un stage dans le Service R&D Procédés Michelin avec:

– Jean-Marie D'Ettore, Virginie Roux et Nicolas Jaunet

Introduction Types de collaboration Caractéristiques des robots collaboratifs Robots collaboratifs actuels Projets de recherche européens Travaux de recherche précédents

2

Interaction Homme-Robot dans la recherche◦ Prioritaire dans le Programme H2020

PPP Robotics PPP Factories of the Future Roadmap euRobotics AISBL◦ Prioritaire aux USA

Roadmap for US Robotics

Études de marché récents◦ Évolution exponentielle◦ ABI Research, June 2015

3

Évolution temporaire des articles et brevets

Acteurs

4Fabricants Robots

Universités allemandes et japonaisesEntreprises japonaises: électronique, automobile...

Étude Intellixir avec V. Roux et J.M. Detorre (Michelin)

Arrêt d’urgence automatique

Guidage manuel

Surveillance dela distance Homme-Robot

Limitation d’effort et vitesse

5

Sécurité de l’humain◦ Construction légère◦ Souplesse: mécanique et contrôle

Facilité de programmation◦ Similarité avec l’humain (1 ou 2 bras)◦ Guidage manuel

Intégration de capteurs◦ Capteurs de force◦ Caméras

Intelligence et autonomie◦ Mobilité et compréhension environnement

6

Systèmes Bi-bras

7

Baxter, Rethink RoboticsActuateurs élastiquesROSPrécision et vitesse faibles

Nextage, KawadaSystème vision complexe (tête, mains)ROS + OpenRTMPas robuste (en plastique)

YuMi, ABBTrès précis et rapideRoboStudioCharge et portée réduites

Bras collaboratifs

8

UR-10, Universal RobotsContrôle force par courantTablette tactile + ROSCharge importante (10Kg)

LWR iiwa, KukaUn capteur de force par articulationEclipse+Java, ROSBases mobiles (KMR, Valeri)

APAS, BOSCHPeau tactileSystème vision mainCharge moyenne (2Kg)

Autres bras collaboratifs

9

BioRob, Bionic RoboticsConception compacte (moteurs dans la base)Tendons antagonistesCharge moyenne (3Kg)

CR-35iA, FanucCharge et portée importantes (35Kg)Capteur de force dans la baseVitesse limitée pour sécurité

iZac, MCRoboticsProgrammation graphiqueLibraire de fonctionnalités Génération code pour d'autres robots

SMErobotics◦ Librairie d’habilités robotiques◦ Modèles pour la tâche

Factory-in-a-day◦ Templates pour les composants◦ ROS Industrial

FourByThree◦ Series Elastic Actuators◦ Architecture ouverte

10

Projets Recherche EuropéensProjets Recherche Européens

Robo-partner◦ Intralogistics Mobile Assistant Units◦ Support réalité augmentée

LIAA – Lean Automation◦ Outil conception cellules robotiques◦ Reconnaissance de gestes

SAPHARI◦ Interaction Homme-Robot Physique◦ Analyse de risques

11

Projets Recherche EuropéensProjets Recherche Européens

Étude des techniques dans les composants:◦ Sécurité◦ Perception pour la manipulation: humain + objet◦ Planification et apprentissage◦ Contrôle

12

Travaux de rechercheTravaux de recherche

Nouveaux standards:◦ ISO 10218-1:2011

constructeurs de robots

◦ ISO 10218-2:2011intégration de robots

◦ Études personnalisées :risk assessment analysis

◦ Paramètres bio-mécaniques pour la collaboration: ISO/TS15066

13

Recherche en sécurité (I)Recherche en sécurité (I)

14

Recherche en sécurité (II)Recherche en sécurité (II) Conception mécanique sûre◦ Actionneurs compliants :

• Serial Elastic Actuators (SEA)• Variable Stiffness Actuators (VSA)

◦ Surfaces de protection :• Formes rondes et lisses• Absorption d'impacts

Stratégies planning-contrôle sûres◦ Stratégies pre-collision :

• Calcul distance homme-robot◦ Stratégies post-collision :

• Capteurs couple dans les articulations ou peaux tactiles

15

Recherche en perceptionRecherche en perception Perception de l'humain :◦ Tracking (Suivi) de l'humain:

• Vision : Vicon ou Kinect• Inertiels : gyros, IMUs...

◦ Reconnaissance de gestes

Perception du produit :◦ Segmentation :

• Couleur, nuages de points...◦ Reconnaissance et calcul saisie:

• Formes, parties de l'objet, BD objets, synthèse saisie...

RGB Depth

PCL Segmentation

16

Recherche en planning et contrôleRecherche en planning et contrôle Plannification du robot:◦ Évitation d'obstacles◦ Optimisation de la tâche◦ Mouvements naturels◦ Re-planning selon humain

Contrôle du robot :◦ Fusion multi-sensorielle :

• Vision+Force+Tactile• Tâches de contact

◦ Réactivité à l'humain:• Co-manipulation