Ce robot pourrait transformer la fabrication

Il y a environ deux mois, un nouvel employé est arrivé sur la ligne de production de Plastiques d'avant-garde à Southington, Connecticut, une ville qui était autrefois une plaque tournante de la fabrication américaine, mais qui a vu plusieurs de ses usines disparaître dans les années 1960. Le nouveau travailleur du petit fabricant, Baxter, mesure six pieds, 300 livres et un robot. Pour une machine imposante, Baxter est remarquablement expressif. Une paire d'yeux sur l'écran qui sert de visage fixe pendant que le robot ramasse des composants en plastique, a l'air inquiet lorsqu'il fait une erreur et dirige son regard vers sa prochaine tâche lorsqu'elle est terminée. C'est mignon. Mais le véritable intérêt de ces expressions est qu'elles permettent aux travailleurs à proximité de savoir instantanément si Baxter fonctionne correctement, et elles fournissent des indices sur ce qu'il est sur le point de faire ensuite. Encore plus étonnant, lorsque Baxter a terminé une tâche, un collègue peut simplement montrer au robot comment en démarrer une autre. Presque tout le monde, littéralement, peut apprendre en très peu de temps comment le programmer, explique Chris Budnick, président de Vanguard Plastics. C'est une question de quelques minutes.

Baxter est le premier d'une nouvelle génération de robots industriels plus intelligents et plus adaptatifs. Les robots industriels conventionnels sont coûteux à programmer, incapables de gérer même de petites déviations dans leur environnement, et si dangereux qu'ils doivent être physiquement séparés des travailleurs humains par des cages. Ainsi, même si la robotique est devenue courante dans les industries automobile et pharmaceutique, elle reste impraticable dans de nombreux autres types de fabrication. Baxter, cependant, peut être programmé plus facilement qu'un Tivo et peut répondre habilement à une pièce renversée ou à une table déplacée. Et il est si sûr que le développeur de Baxter, Rethink Robotics, qui a prêté Baxter à Vanguard Plastics, pense qu'il peut travailler de manière transparente avec ses collègues humains.

Les talents de Baxter pourraient, pour la première fois, apporter les avantages de la robotique et de l'automatisation à des domaines de travail où cela n'avait jamais eu de sens auparavant. Cela pourrait signifier des pertes d'emplois pour une main-d'œuvre peu qualifiée déjà en difficulté. Mais cela pourrait également aider les États-Unis à concurrencer sur le marché manufacturier mondial les pays qui offrent une main-d'œuvre à bas salaire. La quantité de fabrication aux États-Unis a considérablement diminué au cours des dernières décennies, en partie parce que les travailleurs dans d'autres parties du monde effectueront des travaux simples et subalternes pour beaucoup moins. Mais des robots comme Baxter pourraient anéantir cet avantage en prenant en charge de telles tâches, permettant à nouveau à de nombreuses industries de fabriquer leurs produits de manière compétitive aux États-Unis et dans d'autres pays développés.

Il n'est peut-être pas surprenant qu'une telle innovation vienne probablement du plus grand nom du monde des robots, Rodney Brooks . Au cours des années 1980 et 1990, alors qu'il était au MIT, Brooks a publié des travaux qui ont contribué à façonner les domaines jumeaux de la robotique et de l'intelligence artificielle. Puis, en 1990, avec deux de ses étudiants du MIT, il a cofondé iRobot, une entreprise qui a introduit les robots dans de nouveaux domaines de travail. Elle fabrique désormais une large gamme de robots domestiques et militaires, dont le Roomba, un aspirateur domestique de la taille d'un Frisbee qui s'est vendu à plus de huit millions dans le monde.

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• Vidéo : rencontrez Baxter, un nouveau type de robot industriel

L'idée de Baxter est née, dit Brooks, alors qu'iRobot recherchait un partenaire de fabrication approprié pour l'un de ses produits. Il se souvient s'être émerveillé du fait qu'une si grande partie de la fabrication de produits électroniques était encore faite à la main et de la part de ce type de fabrication qui s'était déplacée vers les économies à bas salaires en Asie. Je me suis dit : « Allons-nous faire cela dans 500 ans – toujours à la recherche d'une main-d'œuvre bon marché ? » Il doit y avoir une autre manière », dit-il.

Brooks, qui a fondé Rethink en 2008 après avoir quitté iRobot et le MIT, s'est rendu compte que les robots pourraient prendre en charge de nombreux travaux s'ils pouvaient être rendus sûrs, adaptables et ridiculement faciles à programmer. Tout le monde réfléchissait à la façon de le faire avec les robots industriels actuels, dit-il. J'ai dit : 'Créons un autre type de robot pour l'industrie.'

Pionnier du robot : Rodney Brooks, le directeur technique de Rethink Robotics, discute des projets de son entreprise.

Pionnier du robot : Rodney Brooks, le directeur technique de Rethink Robotics, discute des projets de son entreprise.
Daniel Amoureux

Le résultat est vraiment quelque chose de très différent. Tout comme un travailleur humain, Baxter peut apprendre en quelques minutes à reconnaître un nouvel objet ou à effectuer une nouvelle tâche. Pour apprendre à Baxter à reconnaître quelque chose, il suffit de tenir l'objet devant l'une de ses caméras, qui sont situées dans la tête, dans la poitrine et au bout de chaque bras. Pour programmer une action, vous pouvez déplacer l'un des deux bras géants de Baxter selon le mouvement souhaité et choisir parmi un certain nombre d'actions préprogrammées à l'aide d'une paire de commandes à cadran situées dans chaque avant-bras. Lorsque vous saisissez l'un des bras de Baxter, il est léger comme une plume. Ses moteurs compensent en réponse à votre toucher, ce qui permet au membre lourd de se déplacer facilement dans les airs.

Un logiciel de vision par ordinateur sophistiqué signifie que même si un widget en plastique s'est renversé, Baxter le reconnaîtra toujours. Les personnes chargées de l'expédition et de la réception n'ont aucun problème à le programmer, explique Budnick de Vanguard Plastics. Nous l'avons fait prendre des pièces d'un convoyeur et les mettre sur une table.

Vanguard Plastics possède déjà 24 robots conventionnels. Ils peuvent ramasser et placer des objets avec une précision et une vitesse fantastiques. Mais cela prend jusqu'à une journée pour en programmer un, et si quelque chose est mal aligné, ils s'accrocheront à l'air toute la journée. Ces robots doivent également être séparés des travailleurs humains par des clôtures de protection.

Baxter n'exige pas de telles barrières. Brooks aime démontrer les caractéristiques de sécurité de son robot en mettant sa tête dans le chemin de l'un de ses bras géants alors qu'il se balance à travers une tâche, souriant alors qu'il ne reçoit rien de plus qu'une légère bosse. Baxter se déplace trop lentement et doucement pour faire du mal, et un ensemble de capteurs sonar positionnés autour de sa tête peut détecter les mouvements humains. Le robot réagit également au changement soudain de force qui se produit avec un impact inattendu et réagit en s'arrêtant instantanément.

le Fédération internationale de robotique estime qu'il y a maintenant 1,1 million de robots fonctionnels dans le monde. Environ 80 pour cent de tout le travail impliqué dans la fabrication d'une voiture est maintenant effectué par des machines. Dans certaines industries, cependant, le volume est trop faible pour que l'automatisation en vaille la peine, ou la gamme de produits change trop rapidement en réponse à une nouvelle demande ou à une innovation. Cela comprend la fabrication à petite échelle, mais aussi des industries relativement avancées telles que l'aérospatiale et la fabrication de téléphones portables.

Il faut des ressources importantes pour une entreprise pour mettre en place un environnement de travail pour un robot, dit Julie Shah | , professeur adjoint d'aéronautique et d'astronautique au MIT, qui étudie le rôle des robots dans la fabrication. Cela nécessite que les fournisseurs fournissent les matériaux d'une certaine manière, cela nécessite de concevoir toute l'infrastructure de l'usine et cela nécessite de mettre le robot en cage. Si vous devez reprogrammer ces robots, cela nécessite souvent une expertise particulière ou des consultants externes.

Certains craignent que surmonter ces obstacles ne coûte des emplois humains. Mais Brooks n'est pas d'accord. Il dit que Baxter est conçu pour rendre les travailleurs humains plus efficaces, pas pour les remplacer. Une perceuse électrique rend un entrepreneur en bâtiment plus productif, dit-il. Devrions-nous interdire les perceuses électriques pour qu'il y ait plus d'emplois pour les entrepreneurs à domicile ? Vous demandez cela à n'importe quel entrepreneur à domicile.

D'autres experts conviennent que des robots comme Baxter pourraient améliorer les perspectives d'emploi aux États-Unis à long terme. Willy Shih, un ancien cadre d'IBM et de Kodak qui étudie la relation entre la fabrication et l'innovation en tant que professeur de pratiques de gestion à la Harvard Business School, affirme que le travail de fabrication a été déplacé en Chine en partie parce qu'il était plus facile d'utiliser des humains que de rendre l'automatisation plus flexible. Baxter pourrait changer ce calcul. Dans la mesure où ils peuvent réduire les frais généraux de configuration pour changer de ligne ou quelque chose, alors cela devient vraiment intéressant, dit-il. Tout ce qui améliore la flexibilité, c'est une grosse affaire.

L'augmentation de l'efficacité des petits fabricants pourrait contribuer à alimenter l'économie et à stimuler la création d'emplois. En déplaçant l'équilibre du travail humain à faible coût, Baxter et des robots similaires pourraient peut-être également rendre les fabricants aux États-Unis et en Europe plus compétitifs par rapport à leurs homologues asiatiques. Si vous pouvez développer un robot capable de s'intégrer dans le flux de travail humain, dans la partie humaine de l'usine - s'il a juste un peu de capacité de décision, un peu de flexibilité - cela ouvre un nouveau type de fabrication processus, ce qui est vraiment excitant pour moi, dit Shah.

De retour chez Vanguard Plastics, Baxter est considéré comme un outil de plus. Il n'y avait aucune peur, comme 'Oh, je vais être viré' - non, ça n'a rien à voir avec ça, dit Budnick. Il ajoute que la société prévoit d'acheter son propre Baxter si le coût peut être intégré au budget de l'année à venir (le robot coûtera 22 000 $). Le plan consiste à faire travailler le robot aux côtés d'une personne en introduisant des gobelets en plastique fraîchement moulés dans une ensacheuse. Le robot normal remplirait le convoyeur avec des piles de 20 gobelets, puis Baxter prendrait les 20 et alimenterait un ensacheur, dit Budnick. Ensuite, tout ce que notre opérateur aurait à faire serait de prendre le sac fini et de l'emballer.

Ce serait un début modeste pour un robot aussi intelligent que Baxter. Mais comme tout autre travailleur, il commencera par des tâches que ses collègues ne veulent pas faire. Je ne sais pas exactement où ça va aller, dit Brooks. Mais je sais que ça va être une révolution.

Rodney Brooks parle à Examen de la technologie conférence annuelle EmTech MIT en octobre, et Baxter le rejoindra lors de l'événement.

Inscrivez-vous dès aujourd'hui à EmTech 2012, du 24 au 25 octobre, à Cambridge, Massachusetts.

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