Planification des Actions d'un CoBOT adaptées aux variabilités humaines – pacbot

Un enjeu important de l'usine du futur est de préserver la santé et le confort des opérateurs tout en améliorant leur productivité. Au centre de cet enjeu, l’humain est le garant de la flexibilité et du savoir-faire des entreprises. La robotique collaborative ou cobotique est une solution bien identifiée qui doit permettre, par une assistance appropriée, de focaliser l'opérateur sur les tâches dont il a l’expertise, tout en délégant les charges et contraintes à un outil intelligent. L'idée forte du projet Pacbot est que l’opérateur doit garder une grande liberté de mouvement (préserver la variabilité motrice et les stratégies motrices de l'humain) et de décision (préserver la variabilité dans l'ordre des sous-tâches pour réaliser une tâche complexe). Ces points sont importants pour garantir l’acceptation du cobot. La capacité du cobot à s’adapter en termes d’assistance cognitive coordonnée (orchestration et répartition des tâches et sous-tâches, autonomie et conscience de situation partagée) et d’assistance physique déduite (mouvements, gestes, postures) est une condition sine qua non de son acceptation. En particulier, elle doit permettre d'améliorer : 1) le confort de l'opérateur ; 2) la communication naturelle entre l'humain et son assistant cobotique ; 3) le travail en symbiose ; 4) l'expertise de l'opérateur, tout du moins de la préserver ; 5) la qualité et la productivité du travail partagé tout en alertant l’opérateur sur sa charge physique ou cognitive à des fins de prévention des risques pour sa santé.

Dans ce contexte, l’objectif général du projet Pacbot est de concevoir un système cobotique semi-autonome pour l'assistance d’opérateurs dans un contexte industriel, capable de choisir, de synchroniser et de coordonner des tâches réparties entre l'humain et le cobot en s’adaptant à différents types de variabilités des gestes professionnels, tout en anticipant des situations dangereuses. L’objectif est ici de limiter les erreurs humaines en lien avec une mauvaise conscience de situation en adaptant le comportement du cobot à l’opérateur et non l’inverse. Concrètement, l’objectif scientifique du projet Pacbot est double :

1- développer des algorithmes capables de construire des plans (séquences de décisions et de mouvements) prenant en compte les variabilités intra personnelles des opérateurs. La planification sera utilisée comme moteur de décision à la fois pour prédire le comportement de l’opérateur et pour décider de manière autonome des actions que le cobot devra réaliser. Nous intégrerons dans le processus de planification des tâches et de mouvements un critère de risque associé à une réduction potentielle de la conscience de situation.

2- identifier les sources de variabilité favorables à la santé et à la performance au travail, effectuer l’analyse de l'acceptation sociale du cobot et développer une méthode de conception intégrant pleinement l’expérience utilisateur dès la conception technique d’un nouveau système cobotique. La production d’outils méthodologiques à destination des ergonomes et des psychologues du travail est un attendu important du projet : fournir une méthode originale de conception de postes de travail pour les usines du futur avec l’introduction d’un cobot et la co-construction de la programmation avec des informaticiens.

Le projet Pacbot est un projet interdisciplinaire original reposant sur l’implication forte et équilibrée de chercheur en SHS (ergonomes et psychologues du travail) et de chercheurs en informatique. La pertinence des propositions méthodologiques et techniques produites dans le cadre du projet seront démontrées au travers de la réalisation d’un prototype de poste de travail cobotisé intégrant les déterminants des variabilités intra personnelles dans une situation de collaboration homme-robot au sein d’une boîte à gants pour la manipulation de produits chimiques en partenariat avec l’entreprise Solvay.