La robotique coopérative se caractérise par l'interaction, dans un même espace de travail, entre un opérateur humain et un ensemble robotisé automatisé. Elle désigne donc un système ou une application plutôt qu’une marque ou un type particulier de robot. À la différence des robots industriels, les robots collaboratifs interagissent avec l’environnement au moyen d’un « organe effecteur terminal » situé à l’extrémité d’un bras robotisé.

Pour éviter les risques de blessures, les robots industriels fonctionnent généralement sans présence humaine. Avec les nouvelles avancées technologiques, la force et la précision des robots peuvent désormais sans danger être mises au service de la créativité et des solutions de l’intelligence humaine… et les gains de productivité s’annoncent considérables.

Comme l’explique Roberta Nelson Shea, Animatrice du groupe de travail de l’ISO sur la sécurité industrielle dans le domaine de la robotique (ISO/TC 299/GT 3) : « l’élaboration des normes ISO 10218-1 et ISO 10218-2 sur les exigences de sécurité des robots industriels a débouché sur une question philosophique : pourquoi ne pas interagir directement avec une application robotique qui ne présente ni risque ni danger ? La norme ISO 10218 décrit à cet effet quatre modes de fonctionnement coopératif. Pour l’élaboration d’ISO/TS 15066, nous avons posé comme principe de départ d’éviter tout risque de blessures ou d’atteintes corporelles en cas de contact involontaire avec la machine. »

La Secrétaire du même GT 3, Carole Franklin, apporte la précision suivante : « Avec les applications robotiques collaboratives, il faut être très attentif aux risques de dangers potentiels pour les opérateurs. Jusqu’à présent, en matière d’exigences, les fournisseurs et les intégrateurs de systèmes robotiques ne disposaient que d’informations d’ordre général. ISO/TS 15066 change la donne dans ce secteur en fournissant les recommandations spécifiques axées sur les données de sécurité nécessaires pour évaluer et maîtriser les risques. »

Cette nouvelle spécification technique ISO ouvre de nombreuses possibilités pour la robotique. En effet, elle contribuera à rassurer et à orienter à la fois les concepteurs et les utilisateurs des systèmes robotiques, en encourageant l’investissement dans ce domaine, de même que le développement et l’application de cette technologie.

Mode de fonctionnement

Dans le contexte de la robotique coopérative, les activités de l’homme et du robot peuvent s’effectuer en parallèle dans le même espace de travail. ISO/TS 15066 fournit des lignes directrices pour la conception et l’organisation d’un espace de travail coopératif de nature à réduire les risques auxquels les personnes peuvent être exposées. Elle traite notamment des aspects suivants :

  • Définitions
  • Caractéristiques importantes des systèmes de maîtrise de la sécurité
  • Facteurs à prendre en compte dans la conception de systèmes robotisés coopératifs
  • Systèmes de sécurité intégrés et mode d’utilisation concrète
  • Recommandations pour la mise en œuvre des techniques collaboratives suivantes : arrêt nominal de sécurité contrôlé ; guidage manuel ; contrôle de la vitesse et de la distance de séparation ; limitation de la puissance et de la force.

Il ne s’agit là, on le voit bien, que de la première étape dans un secteur en pleine expansion. ISO/TS 15066 établit des bases de travail qui ne manqueront pas de s’enrichir au fur et à mesure du déploiement des applications et du développement de cette technologie.

Avec ISO/TS 15066, les dispositifs de protection usuels avec séparation physique entre l’homme et le robot ne seront peut-être plus nécessaires pour certaines applications dotées de fonctions de limitation de la puissance ou de la force mises en œuvre selon ISO 10218-1 et ISO 10218-2. Le document fournit les résultats d’une étude sur les seuils de tolérance à la douleur de différentes parties du corps humain. Ces données seront utiles pour développer et mettre en œuvre des applications dotées de commandes de limitation de la puissance et de la force des robots collaboratifs.

La collaboration homme/robot peut aussi être facilitée par le recours à des techniques de contrôle de la vitesse et de la séparation. Pour éviter tout contact et assurer le maintien d’une distance de sécurité minimale, on peut par exemple équiper le système robotisé d’un capteur détectant la présence humaine. Ce capteur lui permet de suivre les mouvements de la personne, de reculer quand elle avance, et de l’accompagner comme dans une sorte de danse. En fournissant des indications détaillées sur les vitesses maximales et les distances de séparation minimales à respecter, ISO/TS 15066 a de quoi inspirer de nouvelles avancées dans la technologie des dispositifs de protection et favoriser la mise au point d’innovations et d’améliorations à différents niveaux : matériau d’amortissement en cas de contact physique, sensibilité des capteurs, contrôle des mouvements, etc.

La possibilité qu’une personne vienne se cogner contre un robot à l’arrêt ne pouvant être totalement exclue en théorie, le groupe de travail en a tenu compte dans ses travaux. Il a défini un certain nombre d’exigences visant à réduire au maximum les arêtes vives et les angles saillants sur tout ensemble robotisé et ses équipements associés, de manière à limiter la gravité des conséquences en cas d’impact éventuel.

L’ISO/TC 299 est un nouveau comité ISO spécialisé dans le domaine de la robotique.

ISO/TS 15066:2016, Robots et dispositifs robotiques – Robots coopératifs, est disponible sur commande auprès du membre de l'ISO dans votre pays ou sur l’ISO Store.