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Nouvelles technologies de vision pour la robotique & le contrôle automatisé avec Siemens

Renforcer les capacités de perception des robots est un enjeu clé pour le contrôle industriel. Les travaux menés par le CEA-List en collaboration avec Siemens visent à optimiser les étapes de manipulation robotique de pièces industrielles et leur contrôle visuel, en intégrant plusieurs technologies avancées de vision par ordinateur, pour réaliser des tâches complexes d’inspection en temps réel.

Notre partenariat avec Siemens sur la vision pour la robotique a pour objectif d’améliorer la compréhension de l’environnement et les actions d’un robot. Les recherches adressent un large spectre de cas d’usage industriels (robotique manufacturière et agricole, tri des déchets, démantèlement d’installations…) qui requièrent adaptabilité, précision et temps de cycles maîtrisés. Le couplage fin de la manipulation d’une pièce et de son contrôle visuel par l’IA est particulièrement intéressant pour optimiser la préhension et la présentation de l’objet devant une caméra, et ainsi repérer les défauts éventuels avec la plus grande fiabilité.

Trois technologies ont été développées :

  • L’approche brevetée HC6D de localisation zero-shot (sans exemple d’apprentissage) d’objets dans l’espace 3D ;
  • Le calcul des configurations de saisie dynamique des objets, quelle que soit leur position initiale ;
  • La détection d’anomalies avec une approche one class, pour détecter des défauts de nature inconnue en apprenant à modéliser la normalité. Cette approche est très frugale par rapport aux approches classiques (<200 images au lieu de >1000+ images).

 
L’intégration des technologies a été réalisée grâce au logiciel Phosphor du CEA-List, et a été testée avec succès sur plusieurs scénarios d’inspection d’objets. Les prochaines étapes de la collaboration porteront sur l’extension des technologies à la manipulation fine d’objets déformables avec des préhenseurs pluri-digitaux, et la généralisation à d’autres contextes applicatifs.

 

À gauche : détection d’anomalies « one class » par vision. Sur une brosse à dents, il est possible de détecter les poils déformés ou manquants. À droite : La tâche du robot est de saisir les brosses à dents précédemment localisées, de les présenter à la caméra pour inspection puis de les trier dans deux bacs « conforme », « non conforme ».

Chiffres-clés

2020-2027

un partenariat de confiance avec Siemens

5

facteur de gain en frugalité des données d’apprentissage

Ont contribué à l’écriture de cet article

  • Fabrice Mayran de Chamisso, ingénieur-chercheur en Vision & IA, au CEA-List
  • Boris Meden, ingénieur-chercheur en Vision & IA, au CEA-List

 

Concevoir des systèmes robotiques intelligents force à imaginer de nouvelles solutions technologiques de perception

Fabrice Mayran de Chamisso et Boris Meden

Ingénieur-chercheur en Vision & IA — CEA-List

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