La robotique face aux décisions et opérations humaines

Le projet de recherche FlexCraft vise à imiter des opérations manuelles complexes

People 2020 034

Marel participe au consortium FlexCraft, un programme de recherche mis en œuvre par cinq des plus grandes universités techniques des Pays-Bas.

Le but est d’équiper la technologie robotique de capacités génériques dans les domaines de la perception active, de la modélisation du monde, de la planification et du contrôle, et de la saisie et de la manipulation. Le directeur du projet, le professeur, docteur et ingénieur Eldert van Henten de l’université de Wageningen, nous expose la situation.

L’université de Wageningen (WUR) ouvrira la voie et les autres universités techniques néerlandaises (l’université d’Amsterdam, l’université de technologie d’Eindhoven, l’université de technologie de Delft et l’université de Twente) apporteront leurs domaines d’expertise particuliers.

DIVERSIFICATION ET COMPLEXITÉ

L’industrie de la volaille comprend d’innombrables technologies, mais la ligne de transformation exige toujours un certain nombre d’employés. Les employés travaillent notamment dans des environnements qui exigent d’être multitâches. La précision ainsi que la diversification et la complexité des produits jouent un rôle à cet égard. Jusqu’à présent, la résolution de ces problèmes était le monopole des humains. La technologie doit faire un pas considérable en avant pour assumer ces tâches.

« S’agissant de la diversification et de la complexité, dans le secteur automobile, la robotique a fait des pas de géant ces dix dernières années », déclare Eldert van Henten. « Nous souhaitons réaliser les mêmes progrès pour l’industrie de la volaille. Nous pouvons utiliser ce que nous avons sous la main et le développer davantage pour le secteur agroalimentaire. »

 

Il est important, pour toutes les parties, que les connaissances acquises soient réellement appliquées dans la pratique industrielle

Eldert Van Henten

prof.dr.ir. Eldert van Henten
Wageningen University & Research

CAPACITES TECHNOLOGIQUES

Plusieurs capacités technologiques sont nécessaires pour imiter les actions d’un être humain.

1. PERCEPTION ACTIVE. Un système de caméras performant peut être utilisé de manière adaptative, tout comme les humains lorsqu’ils tournent leur tête ou l’objet (le morceau de viande) pour découvrir ce qu’ils cherchent, une bande de gras par exemple. C’est un aspect technologique qui implique une reconstruction 3D, ainsi qu’une compréhension de l’objet et de la scène.

2. Lorsqu’une personne voit un morceau de viande, elle sait où trouver le gras à découper. Les humains font cela tout le temps. Ils rassemblent des connaissances grâce à la perception active et les stockent dans ce que l’on appelle un « modèle du monde ».

Les robots à auto-apprentissage peuvent, de la même façon, constituer leur propre MODÉLISATION DU MONDE pour obtenir une perspective plus ciblée de la viande.

3. Les humains prennent leur couteau et commencent à couper. Ils connaissent presque intuitivement les gestes appropriés et savent quand et comment les appliquer. Pour un robot, cependant, ces actes doivent être strictement réglementés par LA PLANIFICATION ET LE CONTRÔLE. Tout d’abord, le robot doit reconnaître la situation, puis rechercher dans sa mémoire les actions appropriées qui vont de pair avec la situation, et enfin, les exécuter. Cela exige alors de nombreux calculs. Grâce aux méthodes d’apprentissage les plus modernes, le projet FlexCraft vise à simplifier cette tâche.

4. LA SAISIE ET LA MANIPULATION désignent le fait de ramasser des objets par un moyen mécanique. La main humaine est une merveille d’ingénierie, très difficile à imiter en robotique. Les universités de Delft et d’Enschede ont déjà développé des mécanismes plus simples qui prennent en compte la forme, la taille, la solidité et la glissance de l’objet à ramasser.

SÉPARATION ET DÉCOUPE

Eldert van Henten continue : « Marel commence à robotiser trois opérations difficiles et concrètes de la transformation de volaille. La première est le prélèvement et la transformation de produits non séparés. La séparation constitue un vrai problème en usine, car l’équipement utilisé exige une grande surface. Cette surface ne serait pas nécessaire si un robot pouvait prélever les produits un par un dans un bac de groupage. »

La deuxième opération est le positionnement simplifié de la viande de volaille dans une barquette de supermarché.

La troisième opération à robotiser est la découpe des taches de sang ou du gras d’un morceau de viande qui est maintenu en place. « Il s’agit de l’opération la plus ambitieuse, car les humains utilisent les deux mains pour réaliser cette tâche complexe. Pendant qu’une main tient le produit, l’autre main le découpe avec un couteau. Mais j’ai bon espoir concernant cette opération, car nos partenaires technologiques ont particulièrement hâte de trouver une solution à ce problème épineux. »

 

190516 Flexcraft Variation

NIVEAU DE MATURITÉ TECHNOLOGIQUE (NMT)

Le projet de recherche durera 4 ans. D’ici là, il devrait atteindre un niveau de maturité technologique (NMT) de 4 ou 5. Le NMT est une norme de la NASA allant de 1 à 9, le niveau 1 représentant une idée brillante et le niveau 9 un système qui répond aux exigences spécifiques au produit fini. Un NMT de 4 ou 5 signifie que le produit physique est en cours d’évaluation dans un environnement industriel, proche de la pratique, mais pas encore intégré en ligne. « Après cela, le marché peut reprendre le projet robotique ou, si nécessaire, des recherches universitaires complémentaires peuvent être mises en œuvre pour limiter, par exemple, de vastes recherches actuelles à des solutions pratiques plus spécifiques. »

CO-DÉVELOPPEMENT

« Il est important, pour toutes les parties, que les connaissances acquises soient réellement appliquées dans la pratique industrielle et qu’elles ne finissent pas au fond d’un tiroir. Pourtant, le programme doit également produire des données scientifiques de qualité. Les deux objectifs vont de pair. Dès le début, les techniciens de Marel participeront très activement à la réflexion commune, au transfert de connaissances et au co-développement. Les doctorants et post-doctorants approfondiront réellement la pratique de la transformation agroalimentaire, en visitant des usines de transformation et en rencontrant le service de recherche et de développement. Ils doivent voir ce qu’il se passe, découvrir les défis qui se posent et ce sur quoi nous devons porter notre attention », conclut Eldert van Henten.


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