Qu’est-ce que la robotique ?

Les définitions de la robotique

Les notions sont nombreuses autour de la robotique ; voyons dès à présent quelques définitions nécessaires à une bonne compréhension.

La programmation robotique

Pour qu’un robot soit autonome et rapidement opérationnel, il doit être programmé afin d’être en mesure d’effectuer les missions confiées. Des instructions, qui sont des lignes de code rédigées dans un langage de programmation lui sont données. Les principaux langages sont : Rapid, Val3, Karel, Tpeb et Java.

Pour apprendre la programmation robotique, il faut au préalable détenir de solides connaissances en codage informatique, en automatisme et évidemment maîtriser la composition d’une ligne de production industrielle. Cet apprentissage n’est donc pas aisé et requiert 5 étapes :

• La mise au point de l’algorithme papier : cette première étape est cruciale, car elle marque le début du futur programme. L’algorithme désigne une suite d’opérations rédigées dans un langage structuré.
• La programmation en langage robot : directement sur le robot ou par ordinateur, la programmation peut commencer. Elle se concentre sur la prévision des trajectoires du robot.
• Le débogage du programme : cette étape qui consiste à éliminer les anomalies de fonctionnement du programme avant sa mise en œuvre est longue et nécessaire.
• La mise en œuvre du programme : le fonctionnement est OK sur la ligne de production.
• La documentation du programme : le programme, parce qu’il a été créé par une seule personne, doit être compréhensible et utilisable de tous dans l’entreprise.

L’ingénierie industrielle

Elle désigne la fonction ingénierie au service de l’industrie. C’est un ensemble d’activités techniques et scientifiques en charge de définir et d’optimiser les opérations de production ainsi que celles de contrôle, et ce, de A à Z. Le but est bien de réaliser un ouvrage destiné à la production industrielle et de veiller aux coûts, au planning et à la qualité.

Tantôt appelée « méthode » ou « génie », l’ingénierie industrielle est un domaine relativement récent, presque apparenté à une gestion de projet dans le tertiaire. Elle se caractérise par un large périmètre d’interventions :

• Le commerce : prospection et réponse à des appels d’offres.
• L’étude de faisabilité.
• La production : création de la documentation règlementaire.
• Les achats.
• La gestion des sous-traitants.
• Le contrôle des opérations.
• La réception de l’ouvrage.

La différence entre robot industriel et robot collaboratif

Hormis des articulations et la capacité de mouvement, robot industriel et robot collaboratif ne se ressemblent pas tout à fait. Voici leurs 5 grandes différences :

• L’environnement de travail : le robot collaboratif, communément appelé Cobot sait travailler avec des personnes près de lui, tandis que le robot industriel s’arrête si un opérateur pénètre dans son champ d’action. Des capteurs situés autour de lui permettent de détecter les mouvements humains.
• Le volume : si le robot industriel prend beaucoup de place, le cobot est plutôt compact.
• La mobilité : le robot est fixe, le cobot bouge en fonction des besoins.
• La cadence : l’un est pensé pour une productivité maximale. C’est le robot. L’autre est davantage calé sur le rythme de l’homme. C’est le cobot.
• La collaboration : le robot se caractérise par son autonomie, il peut en cela remplacer un opérateur. Le cobot se contente d’assister l’homme et de lui éviter des tâches peu valorisantes et répétitives. On distingue la collaboration partielle et totale.

Les actualités de la robotique

On connait les nombreux bénéfices liés à l’automatisation des tâches. Depuis l’émergence de l’intelligence artificielle, les innovations se multiplient et la robotique prend de plus en plus d’ampleur. Le CES 2022 (Consumer Electronic Show) vient de se terminer à Las Vegas : c’est le plus grand salon consacré aux produits high-tech et à l’innovation numérique. Voici quelques-unes des innovations présentées.

Quelques exemples d’innovations

John Deere, le géant américain des machines agricoles, lance son premier tracteur autonome, après avoir acquis la start-up Bear Flag Robotics. Une application mobile permettra aux agriculteurs d’évaluer son travail à distance. Détection d’obstacles, calcul de la vitesse, ajustement de la position : six paires de caméras stéréo transmettent des images à des algorithmes d’IA.

Hyundai, le constructeur automobile coréen, projette d’utiliser la robotique pour connecter les mondes réels et virtuels (le métavers).

Wandercraft, start-up parisienne spécialisée dans la robotique dynamique de marche, a conçu un exosquelette qui sera consacré à la rééducation de personnes atteintes de sclérose en plaques et de myopathies notamment. Le travail du personnel médical sera ainsi allégé.

Boston Dynamics : le spécialiste en innovation robotique

SpotMini, Spot, Atlas, Stretch… ces noms vous disent quelque chose ? Un chien robot, un robot humanoïde… Boston Dynamics, passée sous le joug de Hyundai Motor il y a peu, a pour mission d’enrichir la vie des gens. Sa spécialité ? Imaginer et concevoir des robots à pattes dynamiquement stables depuis 1992.

Spot est un robot mobile agile ; il a un grand sens de l’équilibre qui lui permet de se déplacer sur une grande variété de terrains. Hyundai va déployer ces robots jaunes dans une usine de production Kia pour prévenir les risques d’incendie.

Atlas, le robot bipède, passe des obstacles et fait des sauts périlleux. Pas pour le plaisir de faire de la gym, mais pour prouver qu’il peut s’adapter à des environnements complexes.

Stretch, constitué d’une base modulaire est prévu pour les entrepôts logistiques afin de déplacer des cartons.

Conseils autour de la robotique

Choisir entre robot industriel, robot coopératif et robot collaboratif

Le robot industriel fait partie de la robotique dite classique ou non collaborative. Ce sont des robots le plus souvent massifs et imposants. Ses avantages sont :

• la capacité à porter de charges lourdes ;
• la rapidité ;
• la sécurité ;
• la précision.

Ses inconvénients sont :

• la mise en place d’une importante sécurité ;
• le manque de flexibilité ;
• l’impossibilité de le déplacer ;
• le manque de collaboration avec l’homme.

Le robot coopératif désigne un robot possédant d’importantes fonctions de sécurité. Ses avantages sont les suivants :

• la rapidité ;
• la précision ;
• la sécurité ;
• la flexibilité ;
• le déplacement.

Ses inconvénients sont :

• une faible collaboration ;
• un ralentissement de ses capacités dû à la présence de l’homme.

Le cobot ou robot collaboratif peut travailler en présence de l’homme sans le mettre en danger.

Ses avantages sont :

• la simplicité ;
• la flexibilité ;
• la légèreté ;
• la mobilité.

Ses inconvénients sont :

• la lenteur ;
• le port de petites charges.

Choisir un logiciel de programmation et de simulation robotique

Les grandes marques de solutions robotiques, Fanuc, Abb, Staubli ou Kuka commercialisent des logiciels de gestion des cellules robotisées. L’inconvénient est qu’ils sont conçus uniquement pour les robots de la même marque.

Il existe donc des logiciels multirobots, qui s’adaptent à des robots de différentes marques. En voici quelques-uns :

• Robcad de Siemens : il permet la conception, la simulation, l’analyse et la programmation hors-ligne.
• Delmia Robotics de Dassault Systems : il comprend les mêmes fonctionnalités que Robcad.
• RoboDK de RoboDK Software : c’est un logiciel économique et évolutif, mais vite complexe et limité en fonctionnalités.