Assistance à l'analyse de la sureté des postes de travail avec robots collaboratifs en utilisant destechniques de Simulation Interactive et de Réalité Etendue.

Safety analysis of workstations with collaborative robots using Interactive Simulation and ExtendedReality.

• Auteur / Autrice : Gustavo Novak
• Direction : Richard Bearee
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Sciences pour l'ingénieur spécialité Réalité virtuelle et augmentée
• Date : Inscription en doctorat le 10/01/2024
• Etablissement(s) : Paris, HESAM
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences des métiers de l'ingénieur
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LISPEN Laboratoire d'Ingenierie des Systèmes Physiques et Numériques
• Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation de la thèse : Paris, ENSAM

Mots clés

Mots clés libres

Simulation interactive

Réalité etendue

Cobotique

Ergonomie

Sécurité au travail

Interactive simulation

Virtual reality

Cobotics

Ergonomics

Safety

Résumé

Ce sujet de thèse s'inscrit dans le thème de l'analyse de la sureté des postes de travail avec des robots collaboratifs. Ceux-ci promettent d'accroître la flexibilité et l'agilité dans la production mais l'analyse de la sécurité de ce type de robot est complexe. Il est en effet difficile de respecter à la fois les contraintes normatives de santé-sécurité au travail et les contraintes de productivité (temps de cycle). Toutes ces contraintes sont difficilement gérables par les outils de CAO traditionnels. Cette thèse a pour objectifs de développer des modèles et algorithmes temps réel permettant d'assister les concepteurs de cellules robotiques collaborative pour optimiser les paramètres du poste de travail (placement du robot, trajectoire, capteurs de sécurité, etc.). Elle s'inscrit dans le cadre d'une collaboration entre le CEA-LIST (https://list.cea.fr/fr/), l'INRS (https://www.inrs.fr/) et le LISPEN (https://lispen.ensam.eu/). Ces développements seront basés sur des outils de simulation interactive couplés à des systèmes de Réalité Étendue. Ils devront prendre en compte les incertitudes sur les caractéristiques dynamiques du robot.. Ils devront aussi être étendus aux postes de travail composés de plusieurs robots collaboratifs. Ils pourront également être associés à des outils d'apprentissage artificiel pour l'aide à la décision et l'optimisation de la cellule collaborative. À terme, ces travaux contribueront à grandement améliorer la mise en œuvre des méthodes et normes de conception d'applications robotiques collaboratives sûres.

This thesis subject is related to the safety analysis of workstations with collaborative robots. These robots can increase the flexibility and agility of the production but the safety analysis of this kind of robots is complex. It is indeed difficult to guarantee both normative constraints on health and safety and productivity constraints (cycle time). All these constraints are difficult to manage with traditional CAD softwares. This thesis aims at developing models and real-time algorithms providing assistance to robotics workstations designers to optimize workstation parameters (robot position, trajectory, safety sensors). The thesis will be directed thanks to a collaboration between CEA-LIST (https://list.cea.fr/fr/), INRS (https://www.inrs.fr/) and LISPEN (https://lispen.ensam.eu/). These developments are using interactive simulation tools together with extended reality systems. The uncertainties on robot dynamic parameters will have to be taken into account. This work will also have to be applied to workstations with multiple collaborative robots. The developments could also use artificial intelligence tools for decision taking and workstation optimization. In the end, this work will largely contribute to the setup of methods and norms for the design of safe cobotic applications.