Quelle est l’histoire des robots collaboratifs ?

On dit que l’automatisation est l’ennemi des travailleurs dans les usines. Pourtant, avec les robots collaboratifs, les concepteurs ont trouvé le moyen de combiner la puissance de calcul des machines avec les capacités créatives des humains.

Que ce soit dans les usines, les ateliers ou même dans nos foyers, ces appareils intelligents sont dotés de sens et de gestes flexibles qui créent une nouvelle forme fusionnelle d’interaction homme-machine. Ils aident les travailleurs dans les tâches difficiles et améliorent leur sécurité et leur productivité.

Voici l’histoire de ces cobots industriels, et 5 exemples de modèles de robots qui veulent redéfinir les conditions des travailleurs humains.

L’histoire des cobots

Le premier assistant de levage robotisé de Peshki et Colgate

Dans les années 90, de nombreux dirigeants de GM ont fait état de problèmes préoccupants concernant les conditions de travail dans leurs usines de fabrication. Alors que certaines tâches étaient déjà automatisées sur les chaînes de montage, les ouvriers continuaient à soulever de lourdes charges pour les remettre aux robots. La conséquence en était de nombreuses blessures et une perte de productivité évidente.

Réalisant l’ampleur du problème, le département de robotique s’est mis en quête d’un moyen de soulager les mains des travailleurs tout en les maintenant actifs dans leur travail. Deux chercheurs de la Northwestern University, Michael Peshkin et J. Edward Colgate, sont alors spécialement sollicités pour cette mission. Ils ont rapidement inventé ce que l’on appellera des « robots collaboratifs ». Quelles sont leurs spécificités ?

Contrairement aux robots industriels conventionnels, ces robots pouvaient travailler aux côtés des travailleurs, en complétant leur force physique. Programmés pour agir uniquement sous l’impulsion des travailleurs, ces robots ne pouvaient leur causer aucun dommage. De plus, ils étaient directement guidés par la main, apprenant les mouvements grâce à des capteurs tactiles et haptiques.

Peshkin et Colgate, par exemple, ont conçu un système de treuil intelligent qui soulève des charges en détectant l’intention de mouvement. Les ouvriers n’avaient qu’à pousser un peu la charge pour qu’elle s’envole à mi-hauteur et la déplacer librement.

Bien que sceptiques au départ, les ouvriers des usines GM ont rapidement adopté ces systèmes d’assistance intelligents pour leur flexibilité et leur utilité dans leur travail. Et ces premiers prototypes ont annoncé la naissance de nombreuses autres formes de robots collaboratifs…

Modèles de cobots : leurs principales caractéristiques

La poignée de sécurité de Robotiq

Après les inventions de Peshkin et de Colgate, d’autres entreprises se sont mis à concevoir des cobots dotés de fonctions de détection et de sécurité plus variées et sophistiquées.

Les premières caractéristiques de ces cobots améliorés avaient trait à leur sécurité opérationnelle. Les concepteurs ont ajouté des systèmes d’arrêt automatique lorsqu’ils détectaient un contact humain. Ils ont également limité la force et la vitesse des robots en fonction de leur proximité avec les humains. Ils ont pu utiliser des murs virtuels, qui encadrent les mouvements possibles des robots. Les travailleurs pouvaient facilement modifier et adapter ces limitations spatiales à leur tâche et à leur environnement, afin d’éviter les erreurs et les blessures.

Leur deuxième défi a été d’augmenter les capacités sensorielles des robots, leur donnant une meilleure perception des mouvements humains. Les fonctions de guidage des mains sont par exemple essentielles aux fonctionnements des cobot, permettant une assistance manuelle intuitive. Mais les designers ont ainsi conçu des cobots qui apprennent intelligemment des nouvelles tâches par l’impulsion répétée des travailleurs. Ils ont ainsi obtenu une manipulation plus souple et plus agréable, ainsi qu’une capacité à prédire et à anticiper leurs mouvements, ce qui les rend plus humains aux yeux des travailleurs.

Toutes ces caractéristiques ont contribué à l’adoption massive des cobots dans les usines du monde entier. Et ce n’est pas sans avantages pour les travailleurs.

En plus de les soulager des tâches fatigantes et dangereuses, ils ont trouvé dans les cobots des compagnons agréables et utiles. Avec eux, ils pouvaient effectuer des tâches répétitives plus facilement, et ainsi s’occuper de tâches plus intéressantes comme le contrôle de la qualité.

Ainsi, les cobots accélèrent la collaboration homme-machine et donnent plus de sens au travail manuel face à l’automatisation. Et cela n’est pas prêt de s’arrêter avec les dernières générations de cobots.

5 exemples de robots collaboratifs nouvelle génération

Au cours de la dernière décennie, les technologies sensorielles des cobots se sont encore développées, donnant naissance à des modèles plus conscients de leur environnement et plus ergonomiques.

Tech Man Robot

Par exemple, les cobots de la série Tech Man Robots sont équipés d’une caméra qui identifie les formes et les bords des objets ainsi que de nombreux autres motifs visuels. Elle permet également de prévenir les interactions dangereuses en apprenant à reconnaître les membres corporels des travailleurs à risque.

Le cobot Saywer


Le cobot Saywer de RethinkRobotics présente un design semblable à celui d’un humain, associé à une interface ergonomique qui permet de reprogrammer directement ses mouvements. Il est doté d’un dispositif de vision externe qui lui permet de se repositionner rapidement en fonction des configurations du plancher de production. Sawyer est également équipé d’un capteur de force haute résolution, qui ajuste ses mouvements avec une grande précision.

Le cobot de Franka Emika

Le modèle Panda de Franka Emika est désormais disponible pour une utilisation dans les laboratoires de fabrication et de recherche. Grâce à une interface de programmation accessible, n’importe qui peut rapidement enseigner son bras à 7 degrés de liberté par des gestes très simples. Il est doté d’une pince aussi précise et flexible qu’une main humaine. Il dispose également d’un détecteur de collision très réactif.

Le cobot Ned de Nyrio


Ned, le dernier robot de la société Niryo, va encore plus loin avec le contrôle des mouvements et de la voix. Les utilisateurs peuvent donner des instructions au cobot avec des interactions mobiles et vocales. Ned dispose également d’une reconnaissance d’image intégrée pour avoir une manipulation plus précise des objets.

En attendant les nouvelles technologies tactiles telles que les capteurs piézoélectriques, piézorésistifs, capacitifs ou d’élastorésistivité, ces cobots disposent déjà de capacités sensorielles suffisantes pour se fondre dans les mouvements et les tâches des travailleurs. Ils montrent la voie vers un lieu de travail où les humains s’épanouissent en collaboration avec des robots collaboratifs.

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