Robotique douce et technologie de préhension pour la reconnaissance et la manipulation d’objets
Table des matières
Robotique douce et apprentissage automatique : Un mariage parfait pour la technologie
La robotique douce, un sous-domaine de la robotique qui se concentre sur la création de machines flexibles et adaptables, a fait des progrès considérables ces dernières années. L’apprentissage automatique, un sous-ensemble de l’intelligence artificielle, a également connu une croissance impressionnante et a été appliqué à un large éventail de secteurs. Ensemble, ces domaines ont le potentiel de révolutionner notre façon de penser la robotique et l’automatisation. Dans cette revue, nous explorons l’intersection entre la robotique douce et l’apprentissage automatique, en soulignant les derniers développements et en discutant du potentiel de croissance future. Nous couvrons des sujets tels que la reconnaissance et la manipulation d’objets, les systèmes de contrôle et les robots collaboratifs, et nous examinons les avantages et les défis associés à l’utilisation de robots souples dans des applications du monde réel. Nous fournissons également des ressources aux lecteurs désireux d’en savoir plus sur ces domaines de recherche passionnants. Grâce à leur capacité à s’adapter à des environnements changeants et à travailler aux côtés des humains, les robots souples offrent un avenir prometteur pour des secteurs allant des soins de santé à la fabrication. En intégrant l’apprentissage automatique, nous pouvons ouvrir encore plus de possibilités à ces machines flexibles et intelligentes.
Introduction
L’ingénierie de l’automatisation est un domaine en constante évolution qui nécessite une adaptation permanente à l’évolution des technologies et des demandes. La robotique douce et la technologie des préhenseurs sont deux domaines qui sont apparus récemment comme des outils prometteurs pour l’ingénierie de l’automatisation, en particulier pour la reconnaissance des objets et les tâches de manipulation. La robotique douce fait référence à l’utilisation de matériaux souples et flexibles pour créer des robots capables de s’adapter à une variété d’environnements et de tâches. La technologie des préhenseurs, quant à elle, fait référence aux outils utilisés pour saisir et manipuler des objets, ce qui peut être essentiel pour les tâches d’ingénierie de l’automatisation.
Dans cet article, nous allons explorer les derniers développements en matière de robotique douce et de technologie des préhenseurs, et la manière dont ils peuvent être appliqués à la reconnaissance des objets et aux tâches de manipulation. Nous discuterons également des avantages de l’utilisation de robots collaboratifs (cobots) et de softgrippers éducatifs, et de la manière dont des solutions d’ingénierie de l’automatisation à faible coût peuvent être réalisées en utilisant du matériel et des logiciels libres. À la fin de cet article, les lecteurs auront une meilleure compréhension du potentiel de la robotique douce et de la technologie des préhenseurs pour l’ingénierie de l’automatisation, et sauront comment commencer à utiliser ces technologies.
Explication de la robotique douce et de la technologie des préhenseurs
La robotique douce fait référence à l’utilisation de matériaux souples et flexibles, tels que le silicone, les élastomères et les polymères, pour créer des robots capables de se plier, de se déformer et de s’adapter à leur environnement. Contrairement aux robots rigides traditionnels, les robots mous peuvent fonctionner dans des environnements non structurés et interagir avec des objets délicats sans les endommager. Les robots mous peuvent également imiter le mouvement naturel des organismes vivants, ce qui les rend idéaux pour des tâches telles que la préhension et la manipulation d’objets.
La technologie des pinces, quant à elle, fait référence aux outils utilisés pour saisir et manipuler des objets. Les pinces peuvent être conçues avec des formes, des tailles et des matériaux variés pour s’adapter à différents objets et tâches. Les pinces traditionnelles sont généralement fabriquées dans des matériaux rigides tels que le métal, mais les pinces souples sont de plus en plus populaires en raison de leur flexibilité et de leur polyvalence.
Aperçu des avantages de l'utilisation de ces technologies pour les tâches de reconnaissance et de manipulation d'objets
L’utilisation de la robotique douce et de la technologie des préhenseurs peut offrir de nombreux avantages pour les tâches d’ingénierie de l’automatisation, en particulier pour les tâches de reconnaissance et de manipulation des objets. Les robots souples peuvent fonctionner dans des environnements non structurés, ce qui leur permet d’effectuer des tâches telles que la saisie et la manipulation d’objets dans des situations où les robots rigides traditionnels auraient des difficultés. Les pinces souples peuvent être conçues pour s’adapter à un large éventail d’objets, ce qui les rend idéales pour les applications où les objets varient en taille, en forme et en matériau.
Les robots collaboratifs, ou cobots, sont des robots conçus pour travailler aux côtés des humains, offrant un moyen sûr et efficace d’automatiser les tâches. Les robots peuvent être équipés de pinces souples, ce qui leur permet d’interagir en toute sécurité avec les humains et les objets délicats. L’utilisation de cobots et de préhenseurs souples peut conduire à des solutions d’ingénierie de l’automatisation plus efficaces et plus rentables, car ils peuvent effectuer des tâches rapidement et avec précision tout en réduisant le risque de blessure pour les humains.
Robotique douce et technologie des préhenseurs
La robotique souple et la technologie des préhenseurs ont révolutionné le domaine de l’ingénierie de l’automatisation, offrant de nouvelles possibilités d’effectuer des tâches qui étaient auparavant impossibles avec des robots et des préhenseurs rigides. L’utilisation de matériaux souples et flexibles, tels que le silicone et les élastomères, permet de créer des robots mous qui peuvent se plier et se tordre pour s’adapter à leur environnement. Ces robots peuvent se déplacer dans des espaces confinés et interagir avec des objets délicats sans causer de dommages.
La technologie des préhenseurs a également évolué pour inclure des préhenseurs souples, qui peuvent être conçus avec des formes, des tailles et des matériaux différents pour s’adapter à un large éventail d’objets. Les pinces souples peuvent être conçues pour épouser la forme d’un objet, offrant ainsi une prise sûre sans causer de dommages ou de glissements.
La combinaison de la robotique douce et de la technologie des préhenseurs offre de nombreux avantages pour la reconnaissance des objets et les tâches de manipulation. Ces technologies permettent une manipulation plus précise et délicate des objets, tout en réduisant le risque de dommages ou de blessures pour les humains. En outre, la robotique douce et la technologie des préhenseurs peuvent contribuer à réduire les coûts associés à l’ingénierie de l’automatisation en augmentant l’efficacité et en réduisant le besoin de machines complexes.
Dans l’ensemble, le développement de la robotique douce et de la technologie des préhenseurs a ouvert de nouvelles possibilités pour l’ingénierie de l’automatisation, offrant une approche plus souple, plus efficace et plus rentable de la manipulation des objets.
La robotique douce a attiré l’attention ces dernières années en raison de ses propriétés uniques et de ses applications potentielles. La robotique douce peut être définie comme l’utilisation de matériaux souples et flexibles dans la conception et la fabrication de robots.
L’histoire de la robotique souple remonte aux années 1990, lorsque des chercheurs ont commencé à expérimenter des matériaux souples dans la conception de dispositifs robotiques. La robotique douce s’est imposée au début des années 2000, et le domaine n’a cessé de croître et d’évoluer depuis lors.
Par rapport à la robotique traditionnelle, la robotique douce présente plusieurs avantages et inconvénients. L’un de ses avantages est sa capacité à épouser des formes et des surfaces complexes, ce qui permet une manipulation plus délicate des objets. Les robots souples ont également le potentiel d’une plus grande dextérité et d’une plus grande flexibilité, ce qui les rend plus adaptables à un plus large éventail de tâches. Cependant, ils peuvent être moins précis que les robots rigides traditionnels et nécessitent des systèmes de contrôle plus complexes.
La technologie des préhenseurs est un aspect essentiel de la robotique douce, et différents types de préhenseurs ont été développés pour s’adapter à des objets de formes et de tailles diverses. Les types de pinces les plus courants sont les pinces à vide, pneumatiques, hydrauliques et électriques. Les pinces à vide utilisent la succion pour maintenir les objets, tandis que les pinces pneumatiques, hydrauliques et électriques utilisent des moyens mécaniques pour saisir et maintenir les objets.
La technologie des préhenseurs a de nombreuses applications dans l’industrie et la recherche, de la manipulation d’objets délicats dans la production alimentaire à l’assemblage de pièces dans la fabrication. L’utilisation de préhenseurs souples a également ouvert de nouvelles possibilités d’automatisation dans le domaine médical, où les tissus et les organes délicats doivent être manipulés en douceur.
Bien que les différents types de préhenseurs présentent des avantages et des inconvénients en fonction de l’application, les avantages généraux de la technologie des préhenseurs comprennent la capacité de manipuler un large éventail d’objets de tailles, de formes et de textures différentes. Toutefois, certaines pinces peuvent être limitées par leur taille ou leur force, tandis que d’autres s’adaptent moins bien aux objets de forme irrégulière.
En résumé, la robotique douce et la technologie des préhenseurs présentent un potentiel important pour les solutions d’ingénierie de l’automatisation. Le développement de la robotique souple a ouvert de nouvelles possibilités pour les robots flexibles et adaptables, tandis que la technologie des pinces a permis une manipulation plus précise et délicate des objets. Dans la section suivante, nous explorerons l’utilisation des robots collaboratifs et la manière dont ils peuvent être combinés avec la robotique douce et la technologie des préhenseurs pour obtenir des solutions d’automatisation plus efficaces et plus rentables.
Robots collaboratifs
Les robots collaboratifs, également appelés cobots, sont des robots conçus pour travailler en toute sécurité et efficacement aux côtés de travailleurs humains. Les cobots sont généralement plus petits, plus légers et plus flexibles que les robots industriels traditionnels. Ils sont souvent utilisés pour des tâches qui requièrent la dextérité et l’intelligence humaine, comme la reconnaissance et la manipulation d’objets.
Par rapport aux robots industriels traditionnels, les cobots offrent plusieurs avantages. Ils sont plus sûrs, car ils sont équipés de capteurs avancés et de dispositifs de sécurité capables de détecter et de réagir à la présence et aux mouvements humains. Ils sont également plus flexibles et adaptables, car ils peuvent être programmés et reprogrammés rapidement et facilement pour effectuer un large éventail de tâches.
Plusieurs modèles de cobots populaires sont disponibles sur le marché aujourd’hui, notamment la série UR d’Universal Robots, la série LBR de KUKA et le YuMi d’ABB. Ces cobots varient en termes de taille, de capacité de charge utile et de fonctionnalités, et sont conçus pour répondre aux besoins de différents secteurs et applications.
Lorsqu’ils sont associés à la robotique douce et à la technologie des préhenseurs, les cobots peuvent offrir des avantages encore plus importants pour l’ingénierie de l’automatisation. Les pinces souples, par exemple, peuvent être utilisées pour manipuler une large gamme d’objets, y compris ceux qui sont de forme irrégulière ou délicate. En utilisant des préhenseurs souples avec des cobots, les ingénieurs peuvent créer des systèmes d’automatisation plus flexibles et adaptables, capables de traiter un large éventail d’objets et de tâches.
Parmi les exemples concrets d’applications cobots, citons les opérations de prélèvement et de placement dans le secteur manufacturier, les tâches d’assemblage dans l’industrie automobile et les tâches de manutention des aliments dans l’industrie agroalimentaire. Ces applications démontrent la polyvalence et l’efficacité des cobots, et soulignent les avantages potentiels de l’utilisation des cobots avec la robotique douce et la technologie des préhenseurs dans l’ingénierie de l’automatisation.
Reconnaissance et manipulation d'objets
L’ingénierie de l’automatisation implique souvent la reconnaissance et la manipulation de divers objets. Cela peut être réalisé grâce à l’utilisation de technologies de reconnaissance des objets, telles que la vision par ordinateur et l’apprentissage automatique. Ces technologies permettent au système de reconnaître et d’identifier des objets sur la base de leurs caractéristiques, puis de prendre les mesures appropriées en fonction de cette reconnaissance.
Toutefois, les systèmes robotiques traditionnels peuvent éprouver des difficultés à reconnaître et à manipuler les objets, car ils ne sont pas toujours capables de s’adapter aux différentes formes, tailles et matières des objets. C’est là que la robotique douce et la technologie des préhenseurs peuvent être utiles, car elles sont plus flexibles et s’adaptent à différents objets.
Les pinces souples peuvent être conçues avec des formes et des matériaux variés pour s’adapter à différents objets et les saisir en toute sécurité. La souplesse des matériaux souples signifie également que les pinces peuvent épouser des formes irrégulières, ce qui les rend idéales pour la manipulation d’objets de tailles et de formes différentes. Ces avantages font des préhenseurs souples une solution idéale pour les tâches de manipulation d’objets qui exigent flexibilité et polyvalence.
En outre, la combinaison de la robotique douce et de la technologie de préhension avec l’apprentissage automatique et la vision par ordinateur peut améliorer la reconnaissance des objets et les tâches de manipulation. L’utilisation de pinces souples peut améliorer la précision de la reconnaissance et de la manipulation des objets en réduisant le glissement, qui est un problème courant avec les pinces traditionnelles. Cela peut conduire à des solutions d’ingénierie de l’automatisation plus efficaces et plus rentables.
Parmi les exemples concrets de tâches de reconnaissance et de manipulation d’objets à l’aide de la robotique douce et de la technologie des préhenseurs, citons le prélèvement et la mise en place d’objets dans un entrepôt, la manipulation d’objets fragiles ou de forme irrégulière dans l’industrie manufacturière, voire l’assistance aux procédures chirurgicales dans le domaine médical.
Dans l’ensemble, l’utilisation de la robotique douce et de la technologie des préhenseurs dans la reconnaissance des objets et les tâches de manipulation peut conduire à des solutions d’ingénierie de l’automatisation plus efficaces et plus flexibles, avec des applications dans divers secteurs.
SoftGrippers éducatifs et ingénierie de l'automatisation à faible coût
La robotique douce et la technologie des préhenseurs peuvent être utilisées non seulement dans l’industrie mais aussi dans les établissements d’enseignement, ce qui permet aux étudiants d’acquérir une expérience pratique de la robotique et de l’automatisation. Les softgrippers éducatifs offrent aux étudiants un moyen sûr et abordable d’apprendre la robotique douce et l’ingénierie de l’automatisation.
Les solutions d’ingénierie de l’automatisation à faible coût sont de plus en plus populaires dans les milieux universitaires et de la recherche en raison de leur prix et de leur accessibilité. Ces solutions peuvent être utilisées pour effectuer des tâches simples, comme le tri d’objets ou le ramassage d’articles, sans avoir recours à des équipements coûteux et complexes. Vous pouvez trouver cet équivalent sur le site de RobotShop.
Un exemple de solution d’automatisation à faible coût est le Dobot Magician, un robot collaboratif adapté à la production industrielle à petite échelle, à la recherche et à l’éducation. Le Dobot Magician peut être utilisé avec une pince molle éducative, offrant aux étudiants une expérience pratique de l’ingénierie de l’automatisation.
Le matériel et les logiciels libres peuvent également être utilisés dans le cadre de l’ingénierie de l’automatisation à faible coût, ce qui permet aux étudiants d’apprendre la robotique et l’ingénierie de l’automatisation à l’aide d’outils abordables et accessibles. En utilisant du matériel et des logiciels libres, les étudiants peuvent acquérir une meilleure compréhension des principes sous-jacents de la robotique et de l’ingénierie de l’automatisation, ce qui peut les préparer à de futures carrières dans ces domaines.
RBTX, un programme lancé par igus, peut vous donner un bref aperçu des robots abordables qui peuvent utiliser nos pinces. Variobotic fournit des magiciens Dobot, qui conviennent également à des fins éducatives.
Pneumatique et systèmes de commande pour la robotique douce
La robotique douce et la technologie de préhension reposent souvent sur l’utilisation de la pneumatique pour actionner des actionneurs souples ou des doigts de préhension souples. La pneumatique, c’est-à-dire l’utilisation d’air ou de gaz sous pression pour contrôler et alimenter des systèmes mécaniques, offre plusieurs avantages dans les applications de robotique douce, comme la flexibilité, la légèreté et la sécurité pour l’interaction humaine. Dans cette section, nous allons donner un aperçu du rôle de la pneumatique dans la robotique douce et la technologie des préhenseurs.
Il existe différents types de systèmes pneumatiques pouvant être utilisés pour les applications de robotique douce, notamment les muscles artificiels pneumatiques (PAM), les ballons pneumatiques et les actionneurs de flexion pneumatiques. Les PAM sont souvent utilisés pour la robotique douce en raison de leur rapport force/poids élevé et de leur conception flexible. Ils sont constitués d’un tube en caoutchouc flexible entouré de fibres tressées qui se contractent sous l’effet de la pression. Les ballons pneumatiques sont un autre type d’actionneur souple qui peut être facilement fabriqué et utilisé pour des applications de robotique souple. Ils fonctionnent en se gonflant et se dégonflant pour donner du mouvement à un système robotique souple. Les actionneurs de flexion pneumatiques sont également utilisés dans les applications de robotique douce et sont constitués d’un polymère souple qui se plie ou fléchit en réponse à une pression pneumatique.
Les systèmes de commande pour la robotique douce et la technologie des préhenseurs sont essentiels pour assurer un contrôle précis et exact du mouvement et de la force du système. Les systèmes de commande modulaires, qui utilisent des composants modulaires pouvant être facilement assemblés et désassemblés, sont souvent utilisés dans la robotique douce et la technologie des préhenseurs afin d’offrir flexibilité et évolutivité. En outre, les logiciels libres sont de plus en plus utilisés pour contrôler la robotique douce et la technologie de préhension, car ils constituent une solution rentable et personnalisable.
En résumé, l’utilisation de systèmes pneumatiques et de contrôle est essentielle pour la mise en œuvre réussie de la robotique douce et de la technologie des préhenseurs. La flexibilité et la sécurité des systèmes pneumatiques les rendent idéaux pour les robots collaboratifs, tandis que les systèmes de commande modulaires et les logiciels libres offrent une solution rentable et personnalisable pour les applications d’ingénierie de l’automatisation.
Conclusion
La robotique douce et la technologie des préhenseurs offrent un avenir prometteur à l’ingénierie de l’automatisation, en particulier lorsqu’elles sont associées à des robots collaboratifs. La robotique douce et la technologie des préhenseurs offrent de nombreux avantages par rapport à la robotique traditionnelle, tels qu’une flexibilité, une dextérité et une adaptabilité accrues. Plusieurs types de pinces sont disponibles pour différentes applications, notamment les pinces à vide, les pinces mécaniques et les pinces souples, chacune ayant ses propres avantages et inconvénients. Les robots collaboratifs, ou cobots, ont gagné en popularité en raison de leur facilité d’utilisation et de leur capacité à travailler en toute sécurité aux côtés des humains. Les technologies de reconnaissance des objets, telles que la vision par ordinateur et l’apprentissage automatique, peuvent être utilisées en combinaison avec la robotique douce et la technologie des pinces pour accroître l’efficacité de l’ingénierie de l’automatisation.
Des logiciels éducatifs et des solutions d’ingénierie de l’automatisation à faible coût sont disponibles pour les universités et autres établissements d’enseignement. Le Dobot Magician est un exemple de cobot à faible coût qui peut être utilisé pour diverses tâches d’automatisation. Le matériel et les logiciels libres constituent une solution peu coûteuse et personnalisable pour l’ingénierie de l’automatisation, en particulier lorsqu’ils sont associés à des systèmes de commande modulaires et à la pneumatique.
En conclusion, la robotique douce et la technologie des préhenseurs offrent un avenir prometteur à l’ingénierie de l’automatisation, en particulier lorsqu’elles sont associées à des robots collaboratifs. Avec la disponibilité croissante de softgrippers éducatifs et de solutions d’ingénierie de l’automatisation à faible coût, les universités et autres établissements d’enseignement peuvent explorer ces technologies et leur potentiel pour de futures applications. L’appel à l’action pour les lecteurs est de profiter des softgrippers éducatifs et des solutions d’ingénierie d’automatisation à faible coût qui sont disponibles et d’explorer les possibilités de ces technologies innovantes.
Conclusion
La robotique douce et l’apprentissage automatique sont deux domaines en plein essor qui ont connu une augmentation significative de l’intérêt et de la recherche au cours de la dernière décennie. La robotique douce, qui consiste à concevoir et à construire des robots dotés de corps souples et déformables, est apparue comme une solution prometteuse pour les applications où les robots rigides traditionnels sont peu pratiques. D’autre part, l’apprentissage automatique est devenu un outil fondamental pour le développement de systèmes robotiques intelligents capables de s’adapter à des environnements complexes et incertains. La combinaison de la robotique douce et de l’apprentissage automatique offre un grand potentiel pour améliorer les performances des robots, l’interaction entre les robots et les humains et de nouvelles applications. Ces dernières années, un certain nombre d’articles de synthèse ont été publiés pour donner un aperçu de l’état de l’art en matière de robotique douce et d’apprentissage automatique, de leurs applications potentielles et des défis qui restent à relever. Ces revues offrent une introduction complète et actualisée au domaine et peuvent constituer des ressources précieuses pour les chercheurs, les ingénieurs et les étudiants désireux d’en savoir plus sur la robotique douce et l’apprentissage automatique :
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A propos de l'auteur
Alexey Stepanyuk
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