Draw Your Task: Dessiner des tâches pour programmer des robots par démonstration
L’objectif du projet est de mettre au point un prototype permettant la programmation de robots par démonstration et d’évaluer son potentiel pour l’industrie suisse.
Fiche signalétique
- Départements participants Technique et informatique
- Institut(s) Institute for Human Centered Engineering (HUCE)
- Unité(s) de recherche HUCE / Laboratoire de perception informatique et réalité virtuelle
- Organisation d'encouragement Autres
- Durée (prévue) 01.08.2021 - 31.01.2022
- Direction du projet Prof. Dr. Sarah Dégallier Rochat
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Équipe du projet
Sylvain Barthe
Marino von Wattenwyl
Christian Wyss
Charly Charles Eric Blanc
Lucas Manuel Renfer - Partenaire microtech booster
- Mots-clés IHM, programmation tangible, programmation sans code, apprentissage par la démonstration, réalité augmentée, robotique collaborative
Situation
Certaines tâches manuelles sont particulièrement difficiles à automatiser, car elles exigent un haut niveau de dextérité et d’expertise. En effet, elles impliquent des compétences souvent difficiles à traduire mathématiquement en trajectoires robotiques, ce qui est particulièrement problématique pour les applications à forte diversité et à faible production, pour lesquels l’effort de programmation est trop important pour que l’automatisation soit rentable. Une nouvelle approche de la programmation robotique dite « programmation tangible » envisage de faciliter le processus d’automatisation grâce à la définition des trajectoires par une démonstration dans l’espace de travail. Un dispositif portable à suivi 3D collecte les informations sur le mouvement effectué et la trajectoire résultante est visualisée à l’aide de la réalité augmentée.
Approche
Dans le cadre de ce projet, nous développons une configuration qui permet de programmer un robot ou une machine en interagissant directement avec l’espace de travail (programmation tangible). Plus précisément, il s’agit de rendre possible la définition d’une trajectoire en dessinant simplement dans l’espace de travail et en interagissant directement avec les objets. L’objectif est de développer un système qui puisse être associé à toute machine existante. L’installation consistera en un appareil portable à suivi 3D, un système de réalité augmentée (p. ex. des lunettes) et une tablette. La programmation des mouvements par démonstration rend inutile l’étape de leur traduction en trajectoires de machines, ce qui permet de gagner du temps et de simplifier le processus d’automatisation. Cela signifie par ailleurs qu’aucun codage n’est nécessaire.
Résultat
Un prototype a été développé pour mieux saisir la faisabilité, l’intérêt et la viabilité de la solution proposée. Trois dispositifs de suivi différents ont été intégrés et testés. En raison des exigences de précision élevées, c’est finalement une solution reposant sur le système de suivi d’Attracsys qui a été retenue. La trajectoire dessinée peut être visualisée et modifiée à l’aide de la réalité augmentée sur deux types de dispositifs différents : une tablette Android et un casque Hololens. La trajectoire peut ensuite être réalisée avec un robot virtuel (FANUC CRX10iA ou UR5). L’exécution sur le robot réel est en cours.
Perspectives
Au cours du projet, trois sessions dédiées à l’approche conceptuelle ont été organisées pour discuter de la pertinence du projet pour l’industrie et pour identifier les applications les plus prometteuses, dont le soudage ou le collage de surfaces complexes, la décoration de montres ou simplement la couture ou le positionnement précis. Différents projets de suivi sont envisagés en vue du développement ultérieur de la solution proposée.
