Cobotics jest polem współpracy człowieka robota, to znaczy oddziaływanie bezpośrednio lub zdalnie sterowany, między człowiekiem a robotem, aby osiągnąć wspólny cel.
Dziedzina ta znajduje się na styku kognitywistyki i czynnika ludzkiego (zachowanie, decyzja, odporność i kontrola błędów), biomechaniki (modelowanie zachowania i dynamiki ruchu) i robotyki (wykorzystanie artefaktów do wytwarzania niezawodnych, precyzyjnych i / lub powtarzalnych zachowań mechanicznych dla przemysłowe, wojskowe, rolnicze, zdrowotne, przyjazne dla użytkownika ...). Nie będąc ujęte w żadnej z tych dyscyplin, kobotyka jest rzeczywiście przedmiotem transdyscyplinarnym.
Termin pochodzi od angielskiego słowa „cobot”, neologizm wynikający z „ współpracy ” i „ robotyki ”. Zaproponowali go w 1996 roku JE Colgate, W. Wannasuphoprasit i MA Peshkin, profesorowie z Northwestern University . Został wprowadzony i początkowo używany w odniesieniu do pasywnych fizycznych urządzeń wspomagających, które prowadzą operatorów.
Jednak kobotyki nie ograniczają się do badania cobotów, które są urządzeniami technicznymi. Raczej interesuje ją rzeczywista interakcja, bezpośrednia lub zdalna, między człowiekiem a systemem robotycznym.
Jego obszary zastosowań są zróżnicowane, ponieważ jest bardzo obecny w przemyśle, ale jest również ważną perspektywą dla dziedziny jądrowej (zdalna współpraca), zdrowia (chirurgia, rehabilitacja, pomoc i wymiana), automatyki domowej, wojska czy edukacji. .
Słowo cobot oznacza kategorię (nieautonomicznych) robotów „zajmujących się manipulowaniem obiektami we współpracy z człowiekiem-operatorem” . Mówiąc bardziej ogólnie, może to być zautomatyzowany system zaangażowany w zadania lub relacje kobotyczne. Colgate i Peshkin definiują go jako „robota zaprojektowanego do bezpośredniej interakcji z człowiekiem-operatorem we wspólnym obszarze roboczym” .
Ten „robot pomocniczy” różni się od robota głównie tym, że nie posiada ogólnej autonomii („robot pasywny”, urządzenie pasywne lub robot pasywny ): pozostaje zależny od intencji, gestów lub zachowania osoby. ”. Niektóre coboty mają pewną zdolność uczenia się, aby zmaksymalizować wydajność imitacji, zastępowania, komunikacji lub odporności na błędy (aktywne stosowanie cobotów, aktywne aplikacje cobotów ).
Zwykle rozróżniamy IAD (inteligentne narzędzia wspomagające, inteligentne urządzenia wspomagające ) i TD (roboty zdalnie sterowane, robot zdalnie sterowany ) odpowiednio w świecie przemysłowym, medycznym lub szerzej komunikacyjnym.
W warsztacie produkcji przemysłowej wdrożenie cobota ma te same cele, co w przypadku „klasycznego” robota - ergonomię i bezpieczeństwo (wspomaga ciężką pracę), wzrost produktywności - ale może mieć kilka zalet:
Niektórzy autorzy, na przykład Michel Devy (2012), uważają, że przemysł może teraz również skorzystać z wyników badań w dziedzinie „robotyki usługowej” .
Roboty niewspółpracujące pozostają jednak bardziej interesujące w przypadku bardzo szybkich operacji. Ponadto producenci inspirują się niektórymi cechami cobotów w celu wyposażenia robotów niewspółpracujących, w szczególności w odniesieniu do bezpieczeństwa, aby umożliwić usunięcie bezpiecznych obudów.
W tym samym obszarze roboczym, czy też nie, to wspólne przenoszenie obiektów przez robota ( slave ) i operatora może, według Xaviera Lamy'ego (2011), przyjąć trzy główne formy:
równoległa współpraca robot naśladuje ruch człowieka i dodaje jego siły wysiłkowi człowieka; ortotyczna komanipulacja robot wygląda jak egzoszkielet lub proteza typu orteza ; po stronie operatora siły można rozłożyć na kilka punktów styku na kończynie operatora; seryjne comanipulation w tym przypadku człowiek-operator, robot i narzędzie tworzą szeregowy łańcuch kinematyczny ; końcowe ruchy narzędzia wynikają z ruchów operatora i robota, na ogół za pomocą przenośnego urządzenia, na przykład elektrycznego śrubokręta , ale możliwe są znacznie bardziej złożone synergie, na przykład w chirurgii laparoskopowej .W przypadku, gdy operator znajduje się daleko od cobota lub musi pracować w ciemności, pod wodą, w próżni lub w celu wykonywania manipulacji na mikroskopijną skalę ... wtedy czujniki mogą pozwolić operatorowi lepiej kontrolować czynności obsługowe jego cobot . W szczególności, i tytułem przykładu, czujnik siły (umieszczony na efektorze ), powiązany z pętlą siły, może umożliwić operatorowi oglądanie sceny przez mikroskop (możliwie w stereoskopii) w celu wykonania pomiarów, bardzo precyzyjnych mikroruchów. Wtedy to mechaniczna impedancja dłoni manipuluje cobotem, który kontroluje ruch.
Układ sterowania zawierający element lepkości i wykorzystujący naturalną sztywność robotów może tłumić drżenie ręki operatora, co jest bardzo przydatne w pracach precyzyjnych (zegarmistrzostwo, mikrochirurgia, mikrospoiny itp .).
Koboty przemysłowe rozwijają się w dużych grupach przemysłowych w lotnictwie , transporcie lądowym , przemyśle stoczniowym i przemyśle spożywczym .
To przede wszystkim odpowiedź na trudne i żmudne zadania lub o bardzo małej wartości dodanej . Robot bezpośrednio wspomaga gest operatora, zwiększając jego możliwości bezpiecznego operowania gorącymi, ciężkimi lub nieporęcznymi częściami lub wręcz przeciwnie, zbyt małymi, aby można je było wprowadzić w naturalny sposób z niezbędną precyzją, jednocześnie dostosowując się do charakterystyki maszyny. ”Użytkownik. Chodzi również o stworzenie bardziej wydajnych środowisk, zminimalizowanie czasu (sekwencjonowanie, kierowanie ogniem itp.) I używanej powierzchni (objętość przemysłowej celi robotycznej) oraz maksymalizacja łatwości i produktywności.
Kobotyka jest również oferowana w zakresie bezpieczeństwa i higieny pracy jako rozwiązanie niektórych problemów związanych z ergonomią stanowisk pracy i profilaktyką schorzeń układu mięśniowo-szkieletowego .
Cobotyki mogą dla niektórych różnić się tutaj od użycia egzoszkieletów tym, że użytkownik znajduje się poza mechanizmem, tak jak pilot drona znajduje się poza sterowanym przez niego statkiem powietrznym; niemniej niektórzy autorzy zaliczają egzoszkielety do kategorii cobotów.
Rynek rozwija się bardzo silnie w latach 2010. Między 2017 rokiem, kiedy na całym świecie przeszło 9 000 cobotów (+ 80% w porównaniu z 2016 rokiem), a 2023 rokiem, rynek cobotów może wzrosnąć z 284 milionów dolarów do ponad 5 miliardów według badań. firma BIS Research .
W 2018 roku, Firma Universal Robots , założona w Odense , Dania w 2005 roku, jest spółką dominującą w branży z 60% udziałem w rynku i ponad 25.000 cobots sprzedawane między 2008 i 2018. Francja ma kilka cobotics graczy takich jak STAUBLI , MIP -Robotics i Isybot.
W przeciwieństwie do robotów przemysłowych, coboty mają ścisłe ograniczenia energii kinetycznej , aby uniknąć zranienia operatorów. Ich ruchome części nie mogą przekraczać czterech dżuli dla ruchu bez odrzutu lub dziesięciu dżuli dla ruchu swobodnego (otwieranie drzwi windy) lub odrzutu. Każda instalacja cobota wymaga również analizy ryzyka zgodnie z dyrektywą „Maszyny” 2006/42 / CE (en) , szerszej niż w przypadku robota przemysłowego, który musi pozostać w klatce.
Reprezentują ją głównie roboty medyczne (np. Roboty Da Vinci czy ZEUS ), telemedycyna czy pomoc osobista i rehabilitacja ).
To innowacyjna ścieżka dla WNP . Polega na wykorzystaniu robotów, najczęściej humanoidów (np. NAO i Robonauta ), do nawiązania zdalnej komunikacji, w której robot odgrywa rolę partnera, naśladując w sieci jego gesty, postawy oraz odtwarzając głos .
Badania mają na celu poprawę wydajności cobotyków, w tym gdy robot znajduje się w nietypowym środowisku (woda, próżnia kosmiczna) lub pracuje w skalach mikroskopowych lub nanometrycznych (stwarzając np. Specyficzne problemy haptyki i siłowników .
Kobotyki są badane we Francji w CEA (w szczególności w laboratorium teleoperacji i kobotyki LIST), w niektórych firmach (na przykład RB3D ) i IRT (na przykład IRT Jules Verne) i coraz częściej na niektórych uniwersytetach i dużych szkołach. Jest to przedmiot specyficznego nauczania na kursach robotyki (np. Opcja robotyki w ENSEIRB-MATMECA ) lub kognitywnej (np. W ENSC ). Ostatnio pojawia się w programach niektórych wydarzeń z zakresu robotyki (np. Innorobot-Lyon 2013), a także w krajowym planie „robotyki” (Marzec 2013) przedstawione przez Ministerstwo Odbudowy Produkcji .
Centrum Techniczne dla Mechanical Industries pomaga firmom, które chcą zintegrować cobotics, zarówno w zakresie projektowania produktu i firmy w realizacji, w zakresie zachowania bezpieczeństwa w celu spełnienia ograniczeń regulacyjnych dotyczących bezpieczeństwa i higieny pracy.
W 2016 roku Arts et Métiers ParisTech (ENSAM) ogłosiło uruchomienie na swoim kampusie w Lille ColRobot , nowego stopnia magistra specjalizującego się w robotyce współpracującej.
Do pewnego stopnia zmotoryzowane egzoszkielety i mechy , z omówieniem powyżej, można postrzegać jako koboty: są to roboty pilotowane, które wspomagają ruchy pilota, ale nie są autonomiczne, z tą różnicą, że są one generalnie pilotowane „od wewnątrz”.
W filmie F / X2 bardzo efekty specjalne ( Richard Franklin , 1991 ) Rollie Tyler ( Bryan Brown ) używa robota-klauna, który odtwarza jego ruchy podczas walki lub pilotowania helikoptera.