Suite à l'avènement de la robotique, les systèmes robotisés s'intègrent de plus en plus dans le monde réel. On les voit dans les industries, dans les entrepôts, et dans presque toutes les installations industrielles. Mais cette omniprésence a entraîné des suspicions sur l'avenir des travailleurs humains. Et si certains métiers sont menacés de disparition, les chercheurs ont trouvé une solution de jumeau numérique pour faciliter la coexistence homme-robot.
Au cours de ces dernières années, les chercheurs n'ont pas cessé de chercher un moyen d'améliorer l'interaction entre les systèmes alimentés par intelligence artificielle et les travailleurs humains. Les solutions de jumeaux numériques font partie de ces innovations. Il s'agit en effet d'un dispositif dont le but est de créer numériquement un objet physique. En d'autres termes, les systèmes de jumeaux numériques consistent à concevoir un modèle numérique d'un produit ou d'un composant particulier.
Un pas de plus vers la révolution de l'interaction homme-robot
Tout se passe en Chine, plus précisément au sein de l'Université d'aéronautique et d'astronautique de Nanjing, quand les chercheurs ont développé un système de jumeau numérique visant à améliorer l'interaction et la collaboration homme-robot.
Les résultats de leurs recherches ont d'ailleurs été publiés dans la revue Robotics and Computer-Integrated Manufacturing. Concrètement, ce nouveau système permet la création d'un environnement où les robots et les humains pourraient travailler côte à côte sur une tâche bien précise.
Zequn Zhang et Yuchen Ji, auteurs de l'article, ont indiqué que les environnements industriels actuels utilisent des dispositifs de capture de mouvement pour construire un modèle de jumeau numérique humain. Or, ces dispositifs obligent le personnel à porter un équipement encombrant. Ce qui, d'après Zhang et ses collègues, va à l'encontre du principe d'interaction flexible recommandé pour le HRC.
« Les méthodes actuelles n'unifient pas la modélisation des humains et des robots dans un espace commun. Ce qui rend la perception et la compréhension globale de l'environnement peu intuitives et peu pratiques », ont-ils ajouté.
Une solution de jumeau numérique nettement supérieure par rapport à l'approche classique
Zhang, Ji, et leurs collègues ont développé un système de jumeau numérique qui génère une réplique virtuelle d'une scène de collaboration homme-robot. Le système de jumeau numérique élabore par la suite des stratégies de collaboration efficaces avant de les mettre en œuvre dans un environnement réel.
Des lacunes ont toutefois été identifiées dans les précédents systèmes de jumeaux numériques basés sur des capteurs de mouvement. Ces derniers délivrent d'ailleurs des résultats peu satisfaisants en cas d'encombrements. Pour y remédier, des chercheurs ont élaboré un algorithme de récupération du maillage humain. Le nouveau programme vise cependant à reconstruire les formes humaines en cas d'obstruction. Par ailleurs, une technique d'estimation de l'incertitude a été intégrée pour améliorer les performances de l'algorithme de reconnaissance d'actions. C'est ainsi que ces chercheurs de l'Université d'aéronautique et d'astronautique de Nanjing espèrent pouvoir minimiser les risques d'erreurs.
Le système de jumeau numérique a été évalué dans des expériences en laboratoire avec un robot industriel. Les résultats du jumeau numérique ont démontré une amélioration significative de la collaboration homme-robot. En particulier dans des tâches telles que le polissage, le ramassage, l'assemblage et le dépôt d'objets. De leur côté, les scientifiques n'ont pas tardé à souligner la supériorité de leur approche par rapport aux méthodes classiques.
L'intégration de ce nouveau jumeau numérique à d'autres robots industriels est en cours. Il va d'ailleurs faire l'objet de tests plus approfondis dans des expériences supplémentaires.
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