«Tous les robots ne sont pas suffisamment robustes et fiables pour répondre à des enjeux industriels.» Alors que la start-up américaine Agility Robotics a lancé, en mars, la commercialisation de son robot bipède baptisé Digit, Jean-Pierre Gazeau, ingénieur de recherche CNRS et responsable de l'équipe RoBioSS (Robotique Biomécanique Sport et Santé), tempère les avancées du secteur, malgré «beaucoup de démonstrations probantes, comme celles de Boston Dynamics avec leurs robots Spot ou Atlas.» Les péripéties de leurs machines font régulièrement le tour du Web grâce à des vidéos décalées, fruits de tournages compliqués par les régulières chutes et pannes des robots quadrupèdes. Dans une vidéo de présentation, Agility Robotics met en scène son robot Digit transportant un carton dans un entrepôt, laissant supposer un usage principal pour les environnements logistiques. Une démonstration dont le réalisme interroge. Les robots quadrupèdes, bipèdes, voire humanoïdes peuvent-ils concurrencer les simples chariots roulants sur les usages industriels ?
Des robots bipèdes peu agiles
Robot quadrupède aux dimensions raisonnables, Spot est stable par nature. «Il est suffisamment robuste pour déambuler dans un environnement dont le sol n’est pas plat», ajoute Jean-Pierre Gazeau. Il est par exemple utilisé dans un projet de numérisation 3D de la citadelle de Besançon, par la RATP pour des travaux de maintenance dans des tunnels ou encore par des entreprises pour des tâches de gardiennage. «Les robots avec des structures à pattes sont vendus comme étant plus pertinents que les robots à roues car plus versatiles et pouvant évoluer dans les environnements faits pour les humains», commente Antoine Eon, maître de conférences en robotique à l’IUT de l’Université de Poitiers. Une caméra ou d’autres capteurs peuvent facilement être fixés sur ces robots selon la mission qui leur est confiée.
Mais ces capacités de déplacement ne sont plus forcément nécessaires pour des applications industrielles. «Les usines, entrepôts et autres bâtiments sont faits pour les machines», rappelle Antoine Eon. Les transpalettes, nacelles et chariots manipulés par des caristes montrent que l’environnement des entrepôts est compatible avec des roues. Quelle est alors la pertinence d’un robot à pattes dans un tel environnement ? Les robots sur roues sont plus stables en raison de points d’appuis plus importants, et affichent un positionnement plus fin et robuste. Plusieurs entreprises proposent d'ailleurs déjà des architectures d'entrepôts utilisant des bases mobiles pour transporter de lourds chariots. C'est le cas d'Amazon avec Proteus ou de E-COBOT avec Husky, capable de transporter jusqu’à une tonne et de suivre un ouvrier avec lequel il est associé.
Le robot bipède Digit, quant à lui, peut porter 16 kg, selon les spécifications d’Agility Robotics. En France, une situation de travail est considérée pénible lorsque la charge levée ou portée atteint 15 kg. Ce seuil passe à 10 kg lors d'un déplacement avec la charge ou une prise de la charge au sol ou à une hauteur située au-dessus des épaules. Les spécificités de Digit sont donc au seuil de la pénibilité, ce qui limite son apport sur la question. Son prix de lancement n’est pas précisé mais devrait se compter en centaines de milliers d'euros, rapporte le média américain The Verge. Et il ne sera pas facile de l’intégrer dans le flux de travail, sans compter les problèmes d’acceptabilité auprès des employés. De quoi limiter l'intérêt d'une telle machine face à des humains beaucoup plus agiles.
La collaboration avec les humains
Les robots doivent de plus en plus répondre à des enjeux de versatilité. Les tâches pénibles et répétables sont déjà robotisées en usine, mais souvent en cellules fermées. L’objectif de ces cellules est multiple : limiter les risques d’accident et éviter des ralentissements de cadence – si un humain se rapproche d’un robot, il est programmé pour ralentir. Une des difficultés consiste à passer d’un environnement contrôlé à un environnement ouvert. D’où les technologies d’intelligence artificielle pour prendre en compte un environnement naturel et non prédictible ainsi que des tâches évolutives.
Tout un pan de la recherche vise à améliorer et sécuriser les interactions entre les humains et les robots. Comment assister au mieux l’humain sur un poste avec un bras manipulateur mobile ? Celui-ci peut être fixé sur une plateforme mobile qui se déplace sur les postes où il est demandé. Le robot doit être capable d'épauler les employés dans un environnement de production et de réaliser différentes missions. La notion de manipulation d’objets différents (souple, rigide, léger, lourd) est également un défi majeur. Antoine Eon participe actuellement à des recherches sur un préhenseur universel pour saisir des objets sans les détruire, les déplacer puis les positionner au bon endroit. «Digit ne semble pas pouvoir réaliser des tâches de manipulation avancées, mais seulement déplacer des cartons», observe le maître de conférences.
Une structure de recherche
Pour les robots bipèdes, «on se heurte à la difficulté de reproduire le corps humain et trouver l’équilibre entre le couple et la vitesse» précise Antoine Eon. Une tâche encore compliquée si le moteur est électrique. Ceux-ci ont un fonctionnement optimum sur une tâche donnée, ce qui rend difficile d’avoir un système versatile s’adaptant aux différents mouvements d'un robot. Par exemple, Atlas repose sur une technologie hydraulique, plus efficace, même si les coûts financiers et environnementaux restent importants. Les robots qui singent les organismes vivants nécessitent énormément de ressources. «Un robot humanoïde demande au minimum 12 moteurs rien que pour ses jambes, s’exclame le maître de conférences. Si deux bras lui sont ajoutés, il faut une douzaine de moteurs en plus contenant des cuivres, métaux rares, etc. » Les robots mobiles, quant à eux, peuvent être équipés de seulement deux moteurs…
Toutefois, relève Antoine Eon, Digit est «une structure enthousiasmante pour produire de la recherche», que ce soit pour développer des algorithmes ultra-réactifs, intégrer et tester des capteurs, peaufiner les commandes, etc. «Les briques technologiques développées sur ces plateformes sont transférables, par exemple sur des exosquelettes», ajoute Jean-Pierre Gazeau. Un élément intéressant pour l’apprentissage des gestes dans la rééducation fonctionnelle, la compréhension de la marche ou les problèmes rencontrés par les sportifs, l’optimisation des mouvements... Des usages qui serviraient la science davantage que l'industrie.
