Alors que nous sommes à l’aube d’une nouvelle ère en matière d’automatisation et d’interaction homme-robot, une amélioration significative des performances des actionneurs est essentielle pour rendre possible cette inévitable révolution robotique. Le Archimedes Drive propose des solutions techniques inhérentes pour surmonter les limites actuelles du développement de nouvelles applications robotiques.
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# Interaction homme-robot : Des Attentes

Les robots humanoïdes sont sur le point de révolutionner une multitude d’industries, de l’industrie manufacturière aux soins de santé, mais leur intégration n’est pas sans défis. Au cœur de ces défis se trouve l’équilibre délicat entre l’amélioration des capacités technologiques et la réponse aux préoccupations humaines telles que la sécurité de l’emploi, la sûreté et le malaise de travailler aux côtés d’êtres artificiels.

Il existe cependant des stratégies visant à rendre les robots humanoïdes plus acceptables pour les collègues humains. S'assurer que les robots sont en sécurité, facile à interagir avec et capable d'effectuer des tâches qui sont difficiles pour les humains peuvent aider.

Ce document explore comment les avancées de pointe en matière de robotique humanoïde peuvent être conçues pour s'aligner étroitement sur les besoins humains, garantissant que ces robots non seulement innovent mais s'intègrent également harmonieusement au sein de la main-d'œuvre.

### 1 – Assurer la sécurité avec les actionneurs de robot rétropilotables :

Possibilité de rétroconduite : une caractéristique de conception qui permet aux articulations et aux actionneurs d'un robot d'être mécaniquement conformes, ce qui signifie que les opérateurs humains peuvent facilement manipuler le robot.

Le concept de rétroconduite dans les robots humanoïdes est crucial pour assurer la sécurité dans l’interaction homme-robot. Cette caractéristique de conception permet aux articulations et aux actionneurs d'un robot d'être mécaniquement conformes et faciles à déplacer pour les opérateurs humains. Même lorsque l'alimentation est coupée ou que le système de contrôle est débrayé. Cette conformité est essentielle dans les environnements où robots et humains travaillent en étroite collaboration pour plusieurs raisons :

- Sécurité : en permettant aux opérateurs humains d'annuler facilement les mouvements du robot, le risque de blessure dû à des mouvements inattendus est considérablement réduit.
- Correction d'erreur : Pendant le fonctionnement, si un robot commence à se déplacer de manière involontaire, un opérateur peut intervenir physiquement en ajustant les membres du robot.
- Interaction intuitive : la rétroconduite facilite des interactions plus naturelles et intuitives entre les humains et les robots. Les opérateurs peuvent « enseigner » aux robots de nouveaux mouvements ou tâches par le biais de démonstrations.
- Flexibilité et adaptation : les robots rétropilotables peuvent s'adapter rapidement à de nouvelles situations grâce à l'assistance humaine, ce qui les rend adaptés à un large éventail d'applications allant de la fabrication industrielle aux soins personnels.

### 2 – Imiter le comportement humain :

L' intégration de comportements et d'expressions de type humain dans Les robots représentent une avancée significative en robotique, visant à combler le fossé de communication entre les machines et les humains. Cette approche se concentre sur l’amélioration des robots capables d’afficher des émotions et d’imiter les expressions humaines, comme la confusion ou le bonheur. Un robot dans un rôle de service client peut montrer une expression de confusion s'il ne comprend pas une demande, incitant le client à reformuler sa question plus clairement. Voici pourquoi ce développement est crucial pour des interactions homme-robot efficaces :

- Communication améliorée : lorsque les robots peuvent exprimer des émotions, cela facilite une compréhension plus profonde pour les utilisateurs qui peuvent interpréter ces signaux à la manière des interactions humaines. Par exemple, un robot montrant de la confusion pourrait inciter un utilisateur à fournir des instructions ou une assistance plus spécifiques.
- Une plus grande empathie et une plus grande confiance : les robots qui affichent des émotions semblables à celles des humains peuvent susciter l'empathie de la part des utilisateurs humains, les rendant plus accessibles et dignes de confiance. Ceci est particulièrement important dans des contextes tels que les soins de santé, l’éducation ou le service client, où un sentiment de relation et de confiance est essentiel.
- Intégration sociale : la capacité des robots à se comporter de manière socialement appropriée est cruciale pour leur acceptation et leur efficacité. Les robots conçus pour fonctionner dans des contextes sociaux, comme les assistants humanoïdes dans les maisons ou les robots de service client dans les magasins, bénéficient particulièrement de leur capacité à s'engager dans une démarche humaine.

L’intégration de comportements et d’expressions humains dans les robots comble le fossé de communication entre les machines et les humains. Cette capacité est particulièrement cruciale dans les domaines de la santé, de l’éducation et du service client, car elle améliore les relations et garantit une communication efficace.

### 3 – Améliorer la polyvalence des tâches du robot :

Les robots humanoïdes sont actuellement limités à des tâches relativement basiques, mais leur potentiel s'étend bien au-delà de ces fonctions. Le développement de ces robots en entités plus polyvalentes et dynamiques pourrait modifier radicalement la façon dont les emplois dangereux et à forte intensité de main d’œuvre sont abordés. L’élargissement des capacités des robots humanoïdes pour inclure un plus large éventail d’activités pourrait inclure :

- Travailler dans des conditions difficiles : les robots pourraient fonctionner dans des conditions météorologiques et des températures extrêmes, dans des endroits où la sécurité humaine serait menacée. Exemple : un robot humanoïde pourrait être déployé dans les champs pétrolifères de l’Arctique, où le froid extrême et l’éloignement rendent les opérations humaines risquées et inefficaces.
- Environnements dangereux : ils pourraient être déployés dans des environnements intrinsèquement risqués tels que les mines, les sites de neutralisation des bombes et les plates-formes pétrolières offshore, où le risque d'accidents et de blessures est élevé.
- Missions de sauvetage : dans des scénarios de catastrophe, les robots pourraient effectuer des opérations de sauvetage continues, travaillant sans relâche jusqu'à ce que tous les humains soient en sécurité.
- Levage de charges lourdes : les robots pourraient effectuer des tâches impliquant de soulever des charges lourdes, réduisant ainsi la tension physique exercée sur les travailleurs humains.
- Tâches répétitives et précises : ils pourraient prendre en charge des tâches monotones qui nécessitent une grande précision, telles que le travail à la chaîne d'assemblage, libérant ainsi les humains de l'ennui et des erreurs potentielles.
- Travaux sanitaires : les robots pourraient effectuer des tâches moins souhaitables comme le nettoyage des toilettes et d'autres travaux d'assainissement, améliorant ainsi l'hygiène et libérant les humains de ces tâches.
- Rôles de sécurité : ils pourraient également entreprendre des patrouilles de sécurité et une surveillance, assurant une surveillance cohérente et alerte sans la fatigue qui affecte les humains.

Pour y parvenir, des avancées logicielles significatives, notamment des algorithmes sophistiqués et des systèmes matériels adaptables, sont nécessaires. Le passage des actionneurs hydrauliques aux actionneurs électriques a été la première grande étape qui a été pleinement franchie cette année.

### 4 – Des quarts de travail plus longs pour prolonger la durée de fonctionnement

Un défi majeur auquel sont confrontés les robots humanoïdes est la durée de vie limitée de leur batterie, ce qui a un impact direct sur leur praticité pour une utilisation prolongée. Pour que ces robots soient réellement efficaces, ils doivent pouvoir fonctionner en continu pendant plusieurs heures, voire plusieurs jours, sans avoir besoin de recharges fréquentes, notamment lors de tâches importantes.

Pour surmonter cet obstacle, des avancées technologiques clés sont essentielles :

- Technologie de batterie améliorée : il est crucial de développer des batteries avec des capacités plus élevées. Les progrès dans la chimie et l'architecture des batteries peuvent conduire à des batteries plus compactes qui stockent beaucoup plus d'énergie, prolongeant ainsi la durée de fonctionnement des robots avec une seule charge.
- Conception économe en énergie : L’amélioration de l’efficacité énergétique des robots est tout aussi importante. Cela implique d'optimiser les logiciels pour réduire la consommation d'énergie, d'utiliser des matériaux plus légers qui minimisent l'énergie nécessaire au mouvement et de concevoir des actionneurs plus efficaces. Ces actionneurs doivent être optimisés pour éviter le gaspillage d'énergie dû à la chaleur et aux vibrations excessives, ce qui est essentiel pour maximiser la durée de vie de la batterie.
- Planification multi-objectifs des batteries : les systèmes de charge traditionnels fonctionnent souvent selon des horaires rigides, qui ne tiennent pas compte de la priorité ou du calendrier des tâches. En adoptant un système de charge adaptatif plus flexible, les robots peuvent prioriser leurs réserves d'énergie pour les tâches de grande importance. Cette planification adaptative prendrait en compte non seulement les niveaux d'énergie, mais également la demande attendue en fonction de la planification des tâches, garantissant ainsi que le robot reste opérationnel pendant les heures de pointe sans interruption.

Cela signifie qu'un robot pourrait prolonger sa durée de fonctionnement lors de missions critiques, telles que des patrouilles de sécurité de nuit ou le chargement de camions dans des délais serrés, en gérant intelligemment ses réserves d'énergie en fonction de la demande anticipée et de l'importance de la tâche.

### 5 – Mise en œuvre de l’actionnement doux :

Actionnement doux : Fait référence à l'utilisation de matériaux et de mécanismes flexibles et conformes en robotique pour permettre des interactions douces et adaptables avec l'environnement.

Le monde est en grande partie conçu pour l'interaction douce et nuancée fournie par les mains humaines, nécessitant que des mains robotiques reproduisent cette douceur pour être efficace. Les systèmes d'actionnement souples sont cruciaux pour les robots, lorsqu'ils doivent manipuler des objets fragiles ou travailler à proximité des humains. En conséquence, le développement de systèmes d’actionnement souples améliore la convivialité d’un robot dans une gamme d’applications. Voici une liste de matériaux pour lesquels l’actionnement doux doit être développé :

- Oeufs – Bien que certains robots humanoïdes aient été montrés dans des vidéos manipulant un œuf, ces démonstrations n'ont pas encore été présentées en direct. Cela soulève la question de savoir si les mouvements étaient préprogrammés par des humains ou générés de manière autonome par le système de contrôle du robot.
- Verrerie – Les objets tels que les vitres de voiture et les écrans électroniques délicats nécessitent une manipulation prudente.
- Produits frais – Les fruits comme les raisins, les tomates ou les baies sont facilement meurtris ou écrasés.
- Textiles – Les matériaux comme la soie ou la dentelle doivent être manipulés avec douceur pour éviter les accrocs ou les déchirures, ce qui exige des mouvements précis et fluides de la part des robots.
- Électronique – Les composants tels que les micropuces ou les circuits imprimés sont non seulement petits, mais également sensibles à l'électricité statique et à la pression, ce qui les rend particulièrement difficiles pour les robots de l'industrie électronique.
- Échantillons médicaux – La manipulation d’échantillons biologiques ou de composés chimiques nécessite un grand soin pour maintenir leur intégrité, car ils peuvent être volatils ou facilement contaminés.

Notre environnement nécessite l'interaction nuancée fournie par les mains humaines, ce qui nécessite des systèmes d'actionnement doux dans les robots pour gérer les tâches délicates. Les développements dans ce domaine améliorent la capacité d'un robot à gérer des objets fragiles ou à travailler en étroite collaboration avec des humains, ce qui est crucial pour des applications allant des procédures médicales à la manipulation d'appareils électroniques sensibles.

### 6 – Écrans interactifs pour une communication améliorée :

Equiper les robots d’écrans interactifs améliore considérablement l’interaction homme-machine. Ces écrans fournissent une interface graphique intuitive grâce à laquelle les utilisateurs peuvent facilement saisir des commandes, recevoir des commentaires et surveiller l'état du robot. Un tel changement rend non seulement les robots plus accessibles à un public plus large, mais simplifie les interactions, les rendant plus efficients et efficaces.

- Paramètres éducatifs : dans les salles de classe, les robots peuvent impliquer les élèves dans des jeux linguistiques et des quiz interactifs, répondant instantanément à leurs choix effectués via l'écran tactile.
- Fabrication et entreposage : les travailleurs peuvent demander aux robots d'effectuer des tâches telles que le tri d'articles ou la navigation dans un entrepôt, l'écran affichant des mises à jour en temps réel sur l'inventaire et la logistique.
- Assistance à domicile : à la maison, les robots peuvent gérer des tâches telles que planifier le nettoyage ou suggérer des recettes, les utilisateurs donnant des commandes telles que « Programmer l'aspiration » ou « Suggérer des recettes pour le dîner ».
- Assistance médicale : dans les hôpitaux, les robots permettent aux patients d'ajuster les paramètres de leur chambre, d'accéder à des divertissements ou de communiquer leurs besoins via une interface tactile, améliorant ainsi le confort et réduisant la charge de travail du personnel.
- Environnements de vente au détail : dans les magasins, les robots peuvent fournir des informations sur les produits, des itinéraires vers le magasin ou gérer les caisses, offrant ainsi un guide pratique aux clients via des écrans interactifs.
- Industrie hôtelière : dans les hôtels, les robots peuvent gérer les enregistrements, prendre les commandes du service de chambre et fournir des informations sur les commodités et les attractions locales, le tout accessible via un écran tactile.

### 7 – Réduire le bruit de fonctionnement :

Le bruit généré par les opérations robotiques peut avoir un impact significatif sur l'environnement de travail humain, en particulier lorsqu'il provient de collisions d'engrenages, qui peuvent être déstabilisantes, effrayantes pour certains, irritantes et potentiellement dangereux. Dans les environnements où plusieurs robots fonctionnent simultanément, ce problème devient encore plus prononcé. Pour atténuer ces perturbations, il est crucial d’intégrer des technologies de réduction du bruit dans la conception des robots.

- Reconception des composants mécaniques : cela comprend le perfectionnement des systèmes mécaniques pour réduire le bruit et l'utilisation de mécanismes de fonctionnement plus fluides.
- Intégration de matériaux antibruit : des matériaux qui absorbent le son peuvent être incorporés dans la conception des robots pour réduire davantage les niveaux de bruit.

Ces stratégies de réduction du bruit sont particulièrement importantes lorsque l’on considère les limites d’exposition au bruit sur le lieu de travail, qui varient selon les pays :



En intégrant des matériaux antibruit et une technologie plus silencieuse dans les robots, les fabricants garantissent que leur utilisation dans les hôpitaux ou les entrepôts ne dérange pas les patients ou les travailleurs, maintenant ainsi un environnement calme et sans stress.

## Conclusion

Alors que les robots humanoïdes commencent à révolutionner des secteurs allant de l’industrie manufacturière aux soins de santé, l’amélioration de l’expérience d’interaction homme-robot devient de plus en plus importante. L’acceptation, la sécurité et la productivité accrues sont des facteurs essentiels dans l’inévitable augmentation des interactions homme-robot. La nécessité d'une amélioration dans ce domaine est motivée par plusieurs facteurs critiques dans lesquels le Archimedes Drive peut offrir une grande partie de la solution :

- Assurer la sécurité avec des robots prévisibles et coopératifs

L' Archimedes DriveLa grande capacité de conduite arrière et la transparence garantissent la sécurité des robots. Cette fonctionnalité permet d'ajuster manuellement les articulations et d'éviter les collisions, améliorant ainsi la sécurité et permettant une interaction homme-robot efficace.

Mise en situation : Dans un entrepôt, si un bras de robot entre en collision avec un humain, le bras sera repoussé comme un bras humain, réduisant ainsi le risque de blessure.

- Imiter le comportement humain

L' Archimedes Drive offre un contact sans interruption. Il en résulte un véritable jeu sans jeu et un fonctionnement fluide, ce qui garantit que les robots peuvent effectuer des tâches avec une précision et une fluidité semblables à celles des humains, améliorant ainsi leur capacité à exécuter des mouvements dans des environnements centrés sur l'humain de manière naturelle.

Exemple: Un robot humanoïde peut exprimer sa confusion s'il ne comprend pas les instructions, imitant ainsi un comportement humain.

- Des quarts de service plus longs pour prolonger la durée de fonctionnement

La conception à efficacité de 90 % du Archimedes Drive prend en charge des durées de fonctionnement plus longues en réduisant la consommation d’énergie. Ceci est crucial pour les tâches nécessitant des périodes d’activité prolongées sans recharges fréquentes et permet une application globalement plus légère.

Mise en situation : Un robot peut assurer une visite de sécurité toute la nuit sans avoir besoin de faire une pause pour recharger.

- Capacité à gérer des situations imprévisibles :

Avec la protection inhérente contre les surcouples, non seulement le Archimedes Drive peut absorber les impacts et les vibrations soudains, mais il contribue également à une conception plus légère et optimisée. Cela garantit un fonctionnement fiable et rapide, même lors de la manipulation de matériaux délicats ou de l'exécution de tâches complexes.

Mise en situation : Un robot humanoïde peut opérer dans une zone radioactive où les humains ne peuvent pas se rendre, poursuivant ainsi des tâches d'échantillonnage en toute sécurité.

- Fonctionnement plus fluide et plus silencieux :

En utilisant un mécanisme basé sur la traction au lieu des engrenages traditionnels, le Archimedes Drive réduit considérablement le bruit, ce qui rend les robots adaptés aux environnements où les niveaux de bruit doivent être minimisés.

Mise en situation : Un robot humanoïde peut guider les visiteurs dans un grand hôpital ou marcher vers un humain sans émettre de bruits d'équipement effrayants.

Alors que nous sommes à l’aube d’une nouvelle ère en matière d’automatisation et d’interaction homme-robot, une amélioration significative des performances des actionneurs est essentielle pour rendre possible cette inévitable révolution robotique. Le Archimedes Drive propose des solutions techniques inhérentes pour surmonter les limites actuelles du développement de nouvelles applications robotiques.

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