Des mains habiles

Aujourd'hui encore, la main humaine fait office de référence en matière de flexibilité des outils de préhension. Des manipulateurs humanoïdes, permettant toutes les variantes de préhension, seront de plus en plus demandés à l'avenir, particulièrement dans la robotique de service et d'assistance. De plus, le facteur de viabilité économique occupe une place de plus en plus importante.

Tandis que les pinces étaient au préalable conçues pour une automatisation industrielle basée sur la solidité, la longévité et les performances, avec les mains de préhension, la flexibilité du mouvement occupe une place centrale. L'importance des mains à 5 doigts humanoïdes augmente au fur et à mesure que les humains et les robots travaillent ensemble.

"Dans des cas extrêmes, les humains et les robots de service partageront un seul et même poste de travail, y compris tous les outils et équipements auxiliaires," explique Dr. Martin May, responsable du département de recherche/technologies avancées chez SCHUNK.

C'est précisément pour cette raison que SCHUNK a déjà fait certifier la main à 5 doigts SVH par le DGUV en tant que première pince au monde pour un fonctionnement collaboratif en 2017. Ses cinq doigts peuvent effectuer toutes sortes d'opérations de préhensions à l'aide de neuf moteurs De plus, elle peut effectuer de nombreux gestes, facilitant ainsi la communication visuelle entre les humains et le robot de service, ce qui augmente ses possibilités d'une utilisation dans les environnements humains.

Partager un bureau avec un robot

"Dans nos projets de recherche, nous avons pu constater que la main humaine est bien plus qu'un simple outil de manipulation hautement flexible. Contrairement aux pinces industrielles, les utilisateurs associent toujours des aspects émotionnels aux pinces à main humanoïdes" explique Dr May. "Les pinces à main sont déjà demandées, partout où un robot doit imiter les méthodes de manipulation humaines."

Cela concerne la manipulation ainsi que la gestuelle. Dans ses projets de recherche, la société SCHUNK s'est notamment concentrée sur les applications domestiques de la robotique de service ainsi que sur les applications d'assemblage dans la robotique d’assistance industrielle.

"Les pinces à main sont une option judicieuse lorsque l’environnement d'une activité est configuré pour les hommes, qui doivent à leur tour être assistés par un robot, comme dans les cuisines domestiques, mais également dans les stations d'assemblage industriel ou dans les applications de logistiques et de prélèvement."

Différentes variantes

Selon les applications concernées, SCHUNK propose différentes pinces à main, depuis une pince à 2 doigts réduite aux fonctions de base de la préhension pour la robotique de service, jusqu'aux mains à 3 doigts SCHUNK SDH destinées à l'industrie et aux mains complexes à 5 doigts SCHUNK SVH.

Le dernier modèle, la SCHUNK SIH, est également équipé de cinq doigts avec une structure similaire à celle des mains humaines, mais diffère fondamentalement de la SVH en termes d'entraînement et de cinématique. Tandis que la SVH, qui est entraînée par neuf moteurs, satisfait aux aspects typiques d'une main robotisée de précision, la SIH, qui est équipée de cinq moteurs et actionnée via des câbles de traction, est nettement plus inspirée de son homologue humain, avec ses veines et ses muscles.

Trois de ses doigts peuvent être bougés indépendamment les uns des autres, tandis que les deux plus petits se déplacent ensemble. En conséquence, la SIH peut être déployée de manière plus flexible que les autres pinces à main avec mécanismes de câble de traction disponibles sur le marché, tout en étant plus solide et moins chère.

Selon Martin May, ce dernier aspect en particulier était une exigence décisive pour le projet de recherche car, lorsqu'il s'agit d'applications de robotique de service dans des environnements domestiques notamment, la stricte gestion des coûts est essentielle pour la réussite sur le marché.

Pour obtenir des mains à 5 doigts faciles à utiliser, abordables et destinées à des applications diverses, SCHUNK se sert de son expérience dans la bionique ainsi que des derniers concepts électroniques et des derniers moteurs. Grâce à un contrôle intelligent de la pince, il est possible de réaliser une large gamme de projets de préhension via une interface facile à utiliser sans avoir à réaliser de programmation précise.

Préhension autonome

Dans ses laboratoires intelligents, SCHUNK va encore plus loin. Tout comme les composants de préhension, ils sont dédiés au processus de préhension dans son ensemble et recherchent en permanence des moyens de réaliser des tâches de manipulation de manière autonome. La programmation compliquée du robot, qui jusqu'à maintenant doit être réalisée manuellement par l'utilisateur ou l'intégrateur, sera remplacée à l'avenir par un assemblage autonome didactique des composants.

A la place de définir individuellement les positions, les vitesses et les forces de préhension étape par étape, les systèmes de préhension intelligents détecteront à l'avenir leurs objets cibles grâce à des caméras et planifieront la préhension de leur propre initiative.

Grâce à des enregistrements de données et des algorithmes, les systèmes de préhension doivent être en mesure de détecter des principes et les réactions correspondantes qui en découlent. De plus, le département de R&D de SCHUNK travaille sur des algorithmes pour la classification de différentes géométries et le développement de stratégies de préhension optimales.

Les systèmes de préhension doivent être en mesure de manipuler des pièces de manière autonome et d'améliorer encore les flux de travail de préhension sous-jacents.

Évaluation autonome de la qualité de préhension

Plus la diversité des pièces à saisir est grande et la tâche complexe, plus rapide sera ici également le déploiement des pinces à main. Au moyen des systèmes de capteurs correspondants dans les doigts de pince, le courant du moteur et l'intelligence intégrée dans la pince à main, la qualité d'une préhension peut être mesurée, évaluée et réajustée si nécessaire.

De plus, des caractéristiques des objets telles que la géométrie, la taille ou la flexibilité peuvent être détectées via la pince uniquement et être transférées vers des systèmes de niveau supérieur ou des stations en amont/en aval. "Grâce à des méthodes d'intelligence artificielle, il sera également possible de former intuitivement des robots d'assistance et de service et de créer des bibliothèques individuelles pour la planification de pinces, et de les ajouter" explique Martin May.

"Les pinces à main pour une utilisation polyvalente notamment ne seront plus déployées pour des tâches répétitives, mais elles pourront être continuellement adaptées à de nouveaux objets et relations et leurs stratégies de préhension optimisées de manière continue."

www.schunk.com

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