L’automatisation gagne du terrain dans de nombreux secteurs industriels, et de plus en plus de robots cohabitent avec des humains sur les chaînes de production. Tesla en utilise dans certaines de ses Gigafactory, les fournisseurs de pièces automobiles aussi (Bosch, Continental), ou les fabricants de smartphones (Apple, Samsung, Xiaomi) et d’ordinateurs ; la robotique est aujourd’hui une norme de la production industrielle.
Cette démocratisation pose en revanche des problèmes de sécurité pour les opérateurs travaillant aux côtés de ces ouvriers automatisés. Une équipe de chercheurs de l’Université d’État de Washington vient d’apporter une réponse novatrice à cette problématique. Ces derniers ont développé un algorithme qui pourrait considérablement réduire les risques d’accidents en détectant l’inattention humaine en rendant les robots plus intelligents et conscients de leurs pairs de chair et d’os. Une innovation financée par la National Science Foundation, la principale source de financement de la recherche fondamentale aux États-Unis.
L’imprudence humaine, maillon faible de la sécurité industrielle
Le professeur Mehdi Hosseinzadeh, auteur principal de l’étude publiée dans IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics: Systems relève un fait préoccupant : « Un grand nombre d’accidents [NDLR : dans les usines] se produisent chaque jour en raison de l’inattention, la plupart d’entre eux, malheureusement, étant dus à des erreurs humaines ».
Cette observation met en lumière un paradoxe : alors que les robots suivent scrupuleusement leur programmation, les humains ont tendance à dévier des protocoles établis, créant ainsi des situations potentiellement dangereuses. « C’est le problème le plus délicat » souligne Hosseinzadeh.
Dans les industries où hommes et machines partagent l’espace de travail, la répétitivité des tâches peut engendrer une baisse de vigilance chez les opérateurs humains. Les programmes informatiques existants, conçus pour faire réagir les robots en cas d’erreur, se concentrent généralement soit sur l’efficacité, soit sur la sécurité, sans jamais prendre en compte l’évolution du comportement humain au fil de sa journée de travail.
Une approche révolutionnaire : quantifier l’inattention
L’innovation majeure de cette recherche réside dans sa capacité à quantifier ce que les chercheurs appellent le « niveau d’inattention ». Grâce à l’analyse de plusieurs facteurs, dont la fréquence à laquelle un humain ignore ou manque une alerte de sécurité, l’algorithme parvient à établir un profil-type, correspondant à un pattern de comportements. Hosseinzadeh explique plus en détail : « Nous avons défini l’inattention, et le robot observe le comportement de l’humain en essayant de le comprendre […] Cette notion de degré d’inattention est nouvelle. Si nous identifions les personnes distraites, nous pouvons alors agir en conséquence ».
Cette approche permet au robot d’adapter plus précisément son comportement en fonction du niveau d’attention de son collaborateur humain. Par exemple, si l’algorithme détecte un opérateur particulièrement distrait, le robot peut modifier sa façon de conduire ses tâches pour éviter de se mettre sur le chemin de la personne en question, réduisant ainsi les risques d’accidents. L’algorithme, pour rester efficace, met continuellement à jour le niveau d’inattention et ajuste sa réponse en conséquence.
Des résultats prometteurs, de la simulation à la réalité
Pour évaluer l’efficacité de leur approche, les chercheurs ont d’abord mené des simulations informatiques reproduisant des environnements de travail réalistes. Ils ont notamment modélisé une ligne d’emballage composée de quatre personnes et d’un robot, ainsi qu’une chaîne de montage collaboratif impliquant deux humains et un robot. Les résultats sont plutôt impressionnants : comparé aux méthodes existantes, l’algorithme a permis d’améliorer la sécurité jusqu’à 80 % et l’efficacité de la chaîne de montage jusqu’à 38 %.
Fort de ces résultats encourageants, l’équipe de recherche envisage désormais de passer à l’étape suivante : tester leur algorithme dans des conditions réelles, d’abord en laboratoire avec de véritables robots et des humains, puis sur le terrain. Les chercheurs ambitionnent également d’élargir leur approche en analysant d’autres traits humains susceptibles d’affecter la productivité au travail, comme la conscience du danger ou la rationalité.
Une collaboration homme-robot sûre à 100 % tout en restant efficace : c’est l’un des leitmotivs de l’industrie 4.0. En combinant les forces des humains et des robots, il est possible d’optimiser les processus de production, d’améliorer la qualité et d’augmenter la productivité globale. Pour cela, il faut que la technologie s’adapte à l’humain, et non l’inverse ; c’est pourquoi cette approche anthropocentrée pourrait être l’une des clefs-de-voûte des usines du futur.
- Des chercheurs ont développé un algorithme qui détecte l’inattention humaine, permettant aux robots d’adapter leur comportement pour réduire les risques d’accidents en usine.
- Cet algorithme analyse et quantifie le niveau d’inattention des opérateurs humains, améliorant ainsi la sécurité jusqu’à 80 % et l’efficacité de la production.
- L’algorithme sera testé en conditions réelles, avec pour ambition d’améliorer la collaboration homme-robot dans les usines.
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