{"id":6974,"date":"2021-12-10T14:08:40","date_gmt":"2021-12-10T13:08:40","guid":{"rendered":"https:\/\/www.isir.upmc.fr\/?post_type=isir_news&#038;p=6974"},"modified":"2021-12-10T14:15:36","modified_gmt":"2021-12-10T13:15:36","slug":"softmanbot-une-technologie-robotique-avancee-pour-la-manipulation-des-materiaux-mous-dans-les-secteurs-manufacturiers","status":"publish","type":"isir_news","link":"https:\/\/www.isir.upmc.fr\/actualites\/softmanbot-une-technologie-robotique-avancee-pour-la-manipulation-des-materiaux-mous-dans-les-secteurs-manufacturiers\/","title":{"rendered":"SOFTMANBOT : UNE TECHNOLOGIE ROBOTIQUE AVANC\u00c9E POUR LA MANIPULATION DES MAT\u00c9RIAUX MOUS DANS LES SECTEURS MANUFACTURIERS"},"content":{"rendered":"\n<h4 class=\"wp-block-heading\"><strong>Le projet de recherche europ\u00e9en SOFTMANBOT<\/strong><\/h4>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\"><strong>SOFTMANBOT<\/strong>&nbsp;est un projet ax\u00e9 sur l\u2019utilisateur industriel final, qui fournira un syst\u00e8me robotique innovant et global pour la manipulation de mat\u00e9riaux souples et d\u00e9formables, dans le cadre de processus de production \u00e0 forte intensit\u00e9 de main-d&rsquo;\u0153uvre.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Le syst\u00e8me robotique sera compos\u00e9 de trois \u00e9l\u00e9ments principaux&nbsp;:<\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\"><li>un syst\u00e8me de perception robotique g\u00e9n\u00e9rique (perception du produit et de l&rsquo;op\u00e9rateur humain),<\/li><li>une plateforme de contr\u00f4le et de planification multi-capteurs (algorithmes de contr\u00f4le avanc\u00e9s pour l&rsquo;asservissement de la forme et du contact, g\u00e9n\u00e9ralisation des t\u00e2ches bas\u00e9e sur l&rsquo;IA),<\/li><li>et des pinces agiles intelligentes (conception m\u00e9canique intelligente qui incarnera les comp\u00e9tences de pr\u00e9hension\/manipulation et int\u00e9grera des capteurs &#8211; principalement tactiles &#8211; pour identifier pr\u00e9cis\u00e9ment l&rsquo;\u00e9tat de contact entre le produit et le pr\u00e9henseur) capables de manipuler des composants souples avec des niveaux \u00e9lev\u00e9s de robustesse et de flexibilit\u00e9.<\/li><\/ul>\n\n\n\n<div class=\"c-collapsibles\">\n    \n        <div class=\"toggle-section\">\n            <h2 class=\"c-collapsible__title\">\n                <button class=\"js-collapsible-button\">\n                    <svg aria-hidden=\"true\" focusable=\"false\" viewBox=\"0 0 10 10\">\n                        <rect class=\"icon-plus-v\" height=\"8\" width=\"2\" y=\"1\" x=\"4\" \/>\n                        <rect class=\"icon-plus-h\" height=\"2\" width=\"8\" y=\"4\" x=\"1\" \/>\n                    <\/svg>\n                    En savoir plus                <\/button>\n            <\/h2>\n            <div class=\"c-collapsible__content o-content\">\n                <p>Afin de faciliter l&rsquo;\u00e9valuation des performances, de la transf\u00e9rabilit\u00e9, de l&rsquo;\u00e9volutivit\u00e9 et du d\u00e9ploiement \u00e0 grande \u00e9chelle de ces solutions, les d\u00e9monstrations seront r\u00e9alis\u00e9es dans des environnements industriels r\u00e9els dans quatre d\u00e9monstrateurs pilotes impliquant quatre secteurs manufacturiers cl\u00e9s\u00a0: jouets, textile, chaussures et pneumatiques. Le projet vise \u00e0 soutenir un changement profond dans le monde de la production industrielle, o\u00f9 la manipulation de mat\u00e9riaux souples avec l&rsquo;implication de robots devient une alternative r\u00e9alisable et r\u00e9pandue pour les usines europ\u00e9ennes, en particulier les PME.<\/p>\n<p>L&rsquo;objectif global du projet est de d\u00e9velopper et de d\u00e9montrer une approche universelle de la manipulation robotique de mat\u00e9riaux flexibles et d\u00e9formables. Cette approche est bas\u00e9e sur l&rsquo;int\u00e9gration de technologies de fabrication avanc\u00e9es pour l&rsquo;automatisation de t\u00e2ches bas\u00e9es sur\u00a0:<\/p>\n<ul>\n<li>l\u2019utilisation des forces de contact,<\/li>\n<li>un syst\u00e8me de perception robotique intelligent,<\/li>\n<li>une plateforme de planification et de contr\u00f4le multi-capteurs,<\/li>\n<li>le d\u00e9ploiement de pr\u00e9henseurs intelligents capables de manipuler des composants souples avec des niveaux \u00e9lev\u00e9s de robustesse et de flexibilit\u00e9.<\/li>\n<\/ul>\n            <\/div>\n        <\/div>\n\n    <\/div>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Deux \u00e9quipes de l&rsquo;<strong>ISIR<\/strong>&nbsp;travaillent sur plusieurs th\u00e8mes au sein du projet europ\u00e9en&nbsp;<strong>SOFTMANBOT<\/strong>. D&rsquo;une part, les membres de l&rsquo;\u00e9quipe <strong>SYROCO<\/strong> travaillent sur la mod\u00e9lisation et le contr\u00f4le des d\u00e9formations par retour visuel et tactile des diff\u00e9rents objets ou pi\u00e8ces manipul\u00e9s dans les processus industriels consid\u00e9r\u00e9s. D&rsquo;autre part, les membres de l&rsquo;\u00e9quipe <strong>AMAC<\/strong> travaillent sur la g\u00e9n\u00e9ration de trajectoires de bras manipulateurs \u00e0 l&rsquo;aide d&rsquo;algorithmes \u00e9volutionnaires, tout en mettant en \u0153uvre des m\u00e9thodes de g\u00e9n\u00e9ralisation permettant l&rsquo;adaptation et le transfert de comp\u00e9tences sur l&rsquo;ensemble des t\u00e2ches industrielles \u00e0 r\u00e9soudre.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-full is-resized\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.isir.upmc.fr\/wp-content\/uploads\/2021\/12\/projet-softmanbot.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-6978\" width=\"535\" height=\"402\" srcset=\"https:\/\/www.isir.upmc.fr\/wp-content\/uploads\/2021\/12\/projet-softmanbot.png 535w, https:\/\/www.isir.upmc.fr\/wp-content\/uploads\/2021\/12\/projet-softmanbot-300x225.png 300w\" sizes=\"auto, (max-width: 535px) 100vw, 535px\" \/><figcaption>Partenaires du projet Softmanbot lors de la r\u00e9union du 13 et 14 octobre 2021<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Le projet <strong>SOFTMANBOT<\/strong> est maintenant \u00e0 mi-parcours. Les discussions et collaborations au sein du consortium sont tr\u00e8s soutenues gr\u00e2ce \u00e0 de nombreuses r\u00e9unions en mode virtuel. Les partenaires ont n\u00e9anmoins \u00e9t\u00e9 tr\u00e8s heureux de se retrouver \u00e0 Paris les 13 et 14 octobre 2021, car la crise sanitaire n\u2019avait permis aucune r\u00e9union de consortium en pr\u00e9sentiel depuis le lancement du projet.<\/p>\n\n\n\n<h4 class=\"wp-block-heading\"><strong>Les avanc\u00e9es du projet \u00e0 mi-parcours&nbsp;<\/strong><\/h4>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Les \u00e9quipes ont commenc\u00e9 par \u00e9tudier la possibilit\u00e9 d\u2019apprendre des trajectoires pour des bras manipulateurs avec des algorithmes \u00e9volutionnaires en utilisant un simulateur existant, simulateur prenant en charge les objets d\u00e9formables \u00e0 l\u2019aide de m\u00e9thodes de mod\u00e9lisation par \u00e9l\u00e9ments finis. Il est apparu que ce n\u2019est pas une solution viable car il n\u2019existe pas de simulateur \u00e0 la fois suffisamment fid\u00e8le et suffisamment rapide d\u2019ex\u00e9cution pour les besoins des m\u00e9thodes employ\u00e9es. La d\u00e9cision \u00e0 donc \u00e9t\u00e9 de s&rsquo;orienter vers des approches bas\u00e9es sur l\u2019apprentissage d\u2019un mod\u00e8le de la dynamique de transition du syst\u00e8me consid\u00e9r\u00e9. <\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">L\u2019id\u00e9e est en quelque sorte d\u2019apprendre un simulateur propre au syst\u00e8me avec lequel le robot est en interaction, de telle sorte qu&rsquo;il soit possible d&rsquo;utiliser ce mod\u00e8le pour apprendre les trajectoires du robot. Ainsi, cet apprentissage de mod\u00e8le est actuellement test\u00e9, directement sur un syst\u00e8me r\u00e9el simplifi\u00e9 du probl\u00e8me industriel consid\u00e9r\u00e9 (le d\u00e9moulage de semelles de chaussures fabriqu\u00e9es par injection plastique).<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">D\u2019autre part, les \u00e9quipes se concentrent sur deux axes principaux de recherche&nbsp;: la d\u00e9termination des points de contact entre le pr\u00e9henseur robotique et l&rsquo;objet d\u00e9formable ainsi que le contr\u00f4le des d\u00e9formations de l&rsquo;objet. Contrairement aux objets rigides o\u00f9 la stabilit\u00e9 de la saisie est l&rsquo;objectif principal, une nouvelle probl\u00e9matique \u00e9merge lorsque l&rsquo;on tente de saisir un objet d\u00e9formable&nbsp;: la prise permet-elle d&rsquo;effectuer la d\u00e9formation souhait\u00e9e&nbsp;? Il a donc fallu se diriger vers une approche g\u00e9om\u00e9trique afin de r\u00e9soudre ce probl\u00e8me. La forme initiale de l&rsquo;objet est compar\u00e9e \u00e0 la forme finale afin de d\u00e9terminer les points d&rsquo;application des forces. Bien que cette m\u00e9thode offre des r\u00e9sultats pr\u00e9liminaires int\u00e9ressants, elle peut manquer de pr\u00e9cision. Il est de fait n\u00e9cessaire de la combiner \u00e0 un mod\u00e8le de l&rsquo;objet et d&rsquo;utiliser des m\u00e9thodes d&rsquo;optimisation afin d&rsquo;obtenir les points de contacts optimaux. <\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Le second axe porte sur le contr\u00f4le de la forme d&rsquo;un objet d\u00e9formable, ce qui implique de s&rsquo;orienter vers des mod\u00e8les physiquement r\u00e9alistes (\u00e9l\u00e9ments finis, Cosserat), afin de repr\u00e9senter l&rsquo;objet d\u00e9formable. Les points de contact sont consid\u00e9r\u00e9s comme des actionneurs et les efforts permettant de d\u00e9former l&rsquo;objet vers la configuration souhait\u00e9e sont d\u00e9termin\u00e9s \u00e0 partir du mod\u00e8le inverse. Cette approche a \u00e9t\u00e9 test\u00e9e en boucle ouverte pour contr\u00f4ler la position de deux points d&rsquo;un tore d\u00e9formable.<\/p>\n\n\n\n<h4 class=\"wp-block-heading\"><strong>Les prochaines \u00e9tapes du projet&nbsp;<\/strong><\/h4>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">D\u2019une part, les prochaines \u00e9tapes du projet sont la finalisation d\u2019une m\u00e9thode d\u2019apprentissage visant \u00e0 apprendre au mieux le mod\u00e8le du syst\u00e8me consid\u00e9r\u00e9 pendant l\u2019interaction, tout en cherchant des trajectoires pour le robot lui permettant d\u2019atteindre ses \u00e9tats d\u00e9sir\u00e9s. L\u2019utilisation de m\u00e9thodes \u00e9volutionnaires pour r\u00e9soudre ce probl\u00e8me para\u00eet \u00eatre pertinente, d\u2019une part car la diversit\u00e9 des trajectoires obtenues permet un meilleur transfert des trajectoires du mod\u00e8le appris vers le syst\u00e8me r\u00e9el et d\u2019autre part car cette m\u00eame diversit\u00e9 peut aider \u00e0 am\u00e9liorer le mod\u00e8le courant du syst\u00e8me. L\u2019objectif sur ces prochains mois est donc de mettre en \u0153uvre cette nouvelle m\u00e9thode, visant d\u2019abord \u00e0 apprendre un mod\u00e8le du syst\u00e8me le plus fid\u00e8le possible tout en ayant le moins d\u2019interactions r\u00e9elles possibles, puis \u00e0 utiliser ce mod\u00e8le pour trouver un ensemble de trajectoires diverses permettant la r\u00e9solution du probl\u00e8me.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">D\u2019autre part, il s\u2019agit de finaliser l&rsquo;approche bas\u00e9e mod\u00e8le afin de d\u00e9terminer les points de contacts optimaux permettant de d\u00e9former l&rsquo;objet. Regrouper les deux parties sera ainsi possible afin de d\u00e9terminer les contacts ainsi que les efforts d&rsquo;un seul coup. Les r\u00e9sultats pourront ensuite \u00eatre valid\u00e9s en exp\u00e9rimentant sur un robot r\u00e9el.                          Jusqu&rsquo;ici, les configurations finales de l&rsquo;objet prises pour objectif ont \u00e9t\u00e9 obtenues en manipulant l&rsquo;objet manuellement. La stabilit\u00e9 est donc assur\u00e9e, ce qui n&rsquo;est pas n\u00e9cessairement le cas dans un contexte industriel. Un axe d&rsquo;am\u00e9lioration consiste \u00e0 utiliser d&rsquo;autres r\u00e9sultats afin de garantir la stabilit\u00e9 de la prise au cours de la manipulation.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Le dernier objectif consiste \u00e0 boucler la boucle de contr\u00f4le afin de contr\u00f4ler la forme de l&rsquo;objet en boucle ferm\u00e9e.<\/p>\n\n\n\n<hr class=\"wp-block-separator\"\/>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Lien vers la page du projet : <a rel=\"noreferrer noopener\" href=\"http:\/\/softmanbot.eu\" target=\"_blank\">http:\/\/softmanbot.eu<\/a> <\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\"><strong>Contact<\/strong> <strong>du projet c\u00f4t\u00e9 ISIR\/Sorbonne Universit\u00e9<\/strong> : <a rel=\"noreferrer noopener\" href=\"https:\/\/www.isir.upmc.fr\/personnel\/vperdereau\/\" data-type=\"URL\" data-id=\"https:\/\/www.isir.upmc.fr\/personnel\/vperdereau\/\" target=\"_blank\">V\u00e9ronique Perdereau<\/a>, Professeur des Universit\u00e9s et Vice-pr\u00e9sidente Europe de Sorbonne Universit\u00e9 <\/p>\n","protected":false},"featured_media":6984,"template":"","isir_news_categories":[240],"class_list":["post-6974","isir_news","type-isir_news","status-publish","has-post-thumbnail","hentry","isir_news_categories-recherche"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.isir.upmc.fr\/wp-json\/wp\/v2\/isir_news\/6974","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.isir.upmc.fr\/wp-json\/wp\/v2\/isir_news"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.isir.upmc.fr\/wp-json\/wp\/v2\/types\/isir_news"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.isir.upmc.fr\/wp-json\/wp\/v2\/media\/6984"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.isir.upmc.fr\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=6974"}],"wp:term":[{"taxonomy":"isir_news_categories","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.isir.upmc.fr\/wp-json\/wp\/v2\/isir_news_categories?post=6974"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}