Résumé
Dans l’espace SUDOE, il existe de nombreuses industries stratégiques qui manipulent des produits déformables, tels que la nourriture, les vêtements, les jouets ou les articles en cuir. L’automatisation du traitement des produits déformables est très difficile et coûteuse, et donc de nombreuses tâches impliquées sont effectuées manuellement par des opérateurs humains. Effectuer ces tâches avec des robots améliorerait la compétitivité et les conditions de travail des travailleurs. Cependant, les solutions robotiques industrielles actuelles ne sont pas suffisamment adaptables pour manipuler ce type de produits. Ce projet propose de pallier ce manque d’innovation dans la manipulation d’objets déformables en définissant, concevant et mettant en œuvre des fonctionnalités permettant aux robots actuels de manipuler de tels objets pour la production industrielle. La coopération des partenaires se traduira par le développement d’un système multirobot qui sera transféré comme un prototype pour démontrer l’application à deux secteurs industriels paradigmatiques dans l’espace SUDOE: la transformation de la viande et la fabrication de chaussures.
Définition du problème
La tâche de manipulation doit être décrite en termes de déformation du produit. La perception continue de la forme changeante des objets déformables ne peut pas être réalisée avec des caméras classiques en raison de la difficulté et du manque de robustesse du suivi des déformations 3D avec des images 2D. Ensuite, des systèmes de vision actifs sont requis.
Un problème clé est de saisir l’objet et de contrôler le manipulateur et la pince de chaque plateforme robotique pour modifier la forme de l’objet selon les besoins. Très peu de travaux sur les stratégies de contrôle de forme existent, et ils sont limités en termes d’informations appliquées aux capteurs (contrôle basé sur des marqueurs visuels sur l’objet) et types d’objets déformables (objets en tissu ou plans dans la plupart des cas). Les tâches d’assemblage avec des composants déformables nécessitent des informations multimodales (tactiles, de force et de vision pour un bon contact) et de manipulation de différents types d’objets déformables (spécialement ceux avec des déformations 3D solides).
Des stratégies de collaboration sont requises puisque les tâches complexes nécessitent plus d’un manipulateur mobile pour étendre l’espace de travail et manipuler l’objet en coopération. Dans les systèmes multi-robots collaboratifs existants, chaque agent joue un rôle unique et les gains de performance proviennent de la somme des capacités des agents et de leur fonctionnement en parallèle. Cependant, ils ne peuvent actuellement pas changer leurs rôles afin de s’adapter aux changements de tâches ni d’exécuter une manipulation collaborative d’objets déformables grands ou complexes. En outre, les configurations robotiques actuelles sont centrées sur le robot, une configuration qui n’est pas suffisamment flexible lorsque différents types de produits doivent être traités dans des environnements non statiques.
Enfin, le transfert de cette technologie vers les secteurs ciblés dans l’espace SUDOE est actuellement entravé par le manque d’efforts de diffusion adéquats des développeurs vers les industries.
Approche
L’aspect novateur principal de la proposition est la fusion des capacités individuelles des partenaires pour produire une solution de haute technologie pour un problème industriel pratique qui limite la compétitivité dans certains secteurs de l’espace SUDOE. Afin de combler les lacunes identifiées, ce projet propose une approche en trois étapes:
- Identification de tâches industrielles où l’intégration de robots collaboratifs pour la manipulation de produits déformables peut améliorer la productivité et les conditions de travail.
- Après l’identification de plusieurs tâches principales, un système robotique complet (y compris des manipulateurs mobiles) sera développé de manière modulaire pour sa maintenabilité, son adaptation et son intégration finale. Les principaux modules du système seront:
♦ Module de définition des tâches basé sur des capteurs: de nouvelles techniques de suivi visuel de la déformation de surface basées sur des systèmes de vision active seront développées.
♦ Module de contrôle multi-modal bras-pince: Les stratégies de contrôle du manipulateur robotique vont combiner plusieurs pour manipuler des objets déformables.
♦ Module de planification de collaboration multi-robot: Dans des tâches de manipulation complexes, plusieurs manipulateurs mobiles collaboratifs seront nécessaires pour augmenter la dextérité, améliorer la perception ou agrandir l’espace de travail. - Les modules seront testés indépendamment et combinés dans un système complet pour une démonstration pratique. Le logiciel sera développé en middleware open source pour une meilleure interopérabilité, la portabilité, l’extension et la maintenance.
Aide financière
Le projet COMMANDIA est partiellement soutenu par le programme Interreg Sudoe et le Fonds européen de développement régional (FEDER). Le budget total est de 1.257.109 euros.
Période d’exécution
Le projet se déroulera sur trois ans, d’avril 2018 à mars 2021.