Vers l'acceptation de robots industriels : conception centrée sur l'opérateur humain d'un logiciel robotique au sein d'une industrie 4.0

Towards the acceptance of industrial robots : human-centred design of robotic software in industry 4.0

• Auteur / Autrice : Maxime Boutrouille
• Direction : Émilie Loup-Escande
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Psychologie. Psychologie du travail
• Date : Soutenance le 12/12/2023
• Etablissement(s) : Amiens
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale en Sciences humaines et sociales (Amiens)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre de recherche en psychologie : cognition, psychisme et organisations (Amiens ; 2012-....)
• Jury : Président / Présidente : Christian Bastien
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Nathan Compan
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Marc-Éric Bobillier-Chaumon, Julien Nelson

Mots clés

Mots clés contrôlés

Organisation du travail

Interaction homme-robot

Conception centrée sur l'utilisateur

Industrie 4.0

Robotique

Mots clés libres

Acceptabilité

Robots collaboratifs

Conception centrée sur l'opérateur humain

Logiciel

Interface homme-machine

Ergonomie

Acceptability

Collaborative robots

Human-centred design

Software

Human-computer interaction

Human factors

Résumé

Alors que la robotique et la robotique collaborative se démocratisent dans les industries, les opérateurs n'ont pas toujours la pleine maîtrise de ces outils. Cette thèse a vu le jour dans une start-up qui avait pour objectif de redonner du pouvoir d'agir aux opérateurs par l'intermédiaire d'un logiciel robotique adapté à leurs besoins et leurs attentes. Une démarche de conception centrée-utilisateur (CCU) a ainsi été mise en place au sein d'une industrie 4.0. L'étude 0, préalable à la CCU, visait à évaluer l'impact de l'aide et de la documentation (manuel, vidéo et formation) de la première version du logiciel robotique (non conçu en CCU) auprès de différents groupes d'opérateurs (technophiles et non technophiles). La première étude visait à comprendre et spécifier le contexte d'utilisation à travers trois sous-études : la sous-étude 1a s'interrogeait sur le contexte organisationnel dans lequel le logiciel robotique était conçu et implanté, la sous-étude 1b caractérisait les utilisateurs finaux à l'aide de personas primaires, et la sous-étude 1c s'intéressait au travail des opérateurs afin de prévoir les situations futures probables et guider l'élaboration du nouvel outil de travail. La seconde étude avait pour objectif de spécifier les exigences des utilisateurs à l'aide d'un tri de cartes basés sur différents critères (i.e., ergonomiques, UX). La troisième étude présentait les solutions de conception pour la version 2 du logiciel robotique en fonction des besoins des opérateurs et issus de leur travail, ainsi que des guidelines de conception. La quatrième étude évaluait et comparait l'acceptabilité pratique (UX, utilité, utilisabilité, charge mentale) et sociale (intention d'usage) de la première et seconde version du logiciel robotique d'une part, et elle cherchait également à comprendre les liens qui existaient entre l'acceptabilité d'un logiciel robotique et l'acceptabilité d'un robot collaboratif d'autre part. Nos résultats montrent, entre autres, une corrélation positive entre l'acceptabilité du logiciel et celle du robot, ainsi qu'une amélioration notable de l'acceptabilité pour la seconde version du logiciel, suggérant une plus grande acceptation potentielle de cette technologie grâce à l'approche CCU. Une étude d'acceptation située est proposée en perspective

As robotics and collaborative robotics are becoming increasingly common in industries, operators do not always have full control over these tools. This thesis originated in a start-up whose aim was to empower operators through a robotic software adapted to their needs and expectations. A User-Centered Design (UCD) approach was thus implemented within an Industry 4.0 context. The preliminary study, prior to the UCD, aimed to evaluate the impact of help and documentation (manual, video, and training) of the first version of the robotic software (not designed with UCD) on different groups of operators (technophiles and non-technophiles). The first study aimed to understand and specify the context of use through three sub-studies: sub-study 1a examined the organizational context in which the robotic software was designed and implemented, sub-study 1b characterized end users using primary personas, and sub-study 1c looked at operator's work to predict likely future scenarios and guide the development of the new work tool. The second study aimed to specify user requirements using a card sorting technique based on different criteria (i.e., ergonomic, UX). The third study presented design solutions for version 2 of the robotic software, based on the needs of operators and their work, as well as design guidelines. The fourth study evaluated and compared the practical (UX, usefulness, usability, mental load) and social (intention of use) acceptability of the first and second versions of the robotic software on one hand, and it also sought to understand the links between the acceptability of a robotic software and the acceptability of a collaborative robot on the other hand. Among other findings, our results show a positive correlation between the acceptability of the software and that of the robot, as well as a notable improvement in acceptability for the second version of the software, suggesting a greater potential acceptance of this technology thanks to the UCD approach. A study of situated acceptance is proposed in perspective