Pourquoi les robots humanoïdes ne sont pas une solution pour l’industrie

Les pratiques actuelles de l’industrie humanoïde suscitent des inquiétudes. Peu de robots humanoïdes, voire aucun, offrent une stabilité et une fiabilité crédibles ; Internet regorge d’ailleurs de vidéos montrant des humanoïdes tombant de manière spectaculaire. Des cas récents soulèvent de sérieuses questions quant à l’importance accordée à la sécurité par les entreprises qui développent ce type de robots.

La forme humaine, et ses limites

Les fabricants promettent des robots qui ressemblent à des humains, agissent comme eux, et sont capables d’effectuer diverses tâches. Mais cette forme de la robotique représente-t-elle vraiment une conception optimale ? Le corps humain est un produit de l’évolution, façonné par des besoins de conservation de l’espèce. L’orientation des yeux vers l’avant offre une perception de la profondeur, signe d’un rôle de prédateur ; un centre de gravité élevé favorise une locomotion économe en énergie sur de longues distances ; et l’habileté des mains est optimisée pour l’utilisation d’outils.

Ensemble, ces caractéristiques ont été affinées pour s’adapter à un mode de vie nomade de chasseurs-cueilleurs. Bien qu’impressionnante pour sa capacité d’adaptation à son environnement, la forme humaine présente toutefois certaines limites pour des robots : une stabilité et une agilité médiocres par rapport aux quadrupèdes ; des problèmes de complexité et de fiabilité – un robot humanoïde avec environ 200 degrés de liberté (DoF) ne peut pas égaler le temps de fonctionnement d’un bras industriel à 6 axes.

Et pour cause, par leur grande complexité, les robots humanoïdes ne peuvent éviter une baisse collective de la fiabilité opérationnelle, même avec des composants individuels très fiables ; des contraintes de portée et de forme. Comparés aux machines spécialement mises au point pour les tâches industrielles, les robots humanoïdes sont limités par leur taille et leur forme. Par exemple, ils ne sont pas conçus pour s’adapter à différentes pinces ou pour être adaptés à des applications spécifiques.

Des enjeux de sécurité

L’un des aspects les plus intrigants de la robotique humanoïde est le paysage réglementaire et normatif. Dans le monde des bras robotiques industriels, y compris les robots modernes légers et faciles à utiliser (cobots), il existe un cadre bien établi de normes de sécurité. À ce titre, ISO 10 218-1 et ISO/TS 15 066, notamment, définissent les exigences relatives aux bras robotiques et fournissent des indications sur les limites acceptables de force et de pression pour les impacts impliquant des robots industriels.

Seulement, ces normes sont rarement appliquées aux robots humanoïdes et ne couvriraient qu’une partie de leur utilisation, car la norme ISO 10 218-1 ne traite pas des risques liés à la mobilité du robot. Les normes existantes sont encore immatures et en cours d’élaboration, par exemple la norme ISO/WD 25 785-1, qui traite des risques liés à la perte de stabilité des robots industriels dynamiquement stables, ce qui inclut les humanoïdes lorsqu’ils sont utilisés dans des applications industrielles. Pour les applications hors des environnements industriels traditionnels, la réglementation est encore plus limitée.

Pour les robots humanoïdes, la stabilité est un enjeu de sécurité crucial. Les robots marcheurs dépendent de leur stabilité dynamique. Ainsi, toute interruption de l’alimentation électrique ou tout dysfonctionnement d’une articulation peut entraîner une chute. Cela représente donc un risque important en matière de sécurité.

En utilisant la norme ISO 13 849-1, une norme clé pour la sécurité fonctionnelle des machines, conjointement avec les méthodologies d’évaluation des risques des machines (ISO/TR 14 121-2), nous pouvons déterminer le niveau de performance (PL[1], exprimé sur une échelle allant de « PL = a » (le plus bas) à « PL = e » (le plus élevé)) requis pour une fonction qui empêche les chutes des robots. L’évaluation tient compte de trois facteurs.

Le premier est celui de la gravité : la chute d’un robot de plus de 30 kg peut causer des blessures. Dans des environnements contrôlés (chaussures de protection, absence d’enfants ou d’escaliers…), la gravité des blessures est généralement faible. Dans d’autres cas, elle doit être considérée comme élevée. Le deuxième est la fréquence : élevée, en raison de l’interaction étroite entre l’homme et le robot. Le troisième est la prévention : souvent impossible. Par exemple, si un robot tombe derrière vous, il est peu probable que vous puissiez éviter l’impact.

Sur base de cette analyse, dans les environnements contrôlés où la gravité des blessures est faible, un minimum de « PL = c » est nécessaire, tandis que dans les environnements complexes où la gravité potentielle est élevée, « PL = e » est requis. Pour atteindre « PL = e », il faut une redondance, une conception robuste, des composants de haute qualité et une attention méticuleuse à la sécurité et à la fiabilité tout au long du développement et de la fabrication. Même atteindre « PL = c » est loin d’être une mince affaire.

Cela soulève une question cruciale : quel niveau de sécurité devons-nous exiger pour les robots humanoïdes fonctionnant à proximité immédiate de personnes dans des espaces publics ? Aujourd’hui, la promesse des robots humanoïdes semble reposer sur l’acceptation d’un niveau de sécurité nettement inférieur à celui requis pour un bras robotique dans une usine, qui fonctionne souvent derrière une cage. Sommes-nous vraiment prêts à accepter ce risque ? Comme pour notre approche des voitures autonomes, il est important de mener un dialogue public ouvert sur les humanoïdes et la sécurité.

Pour conclure, la question clé est de savoir si nous devons continuer à développer des robots humanoïdes, une voie qui risque de créer des systèmes complexes, peu fiables et potentiellement dangereux. Nous pouvons également rester sur la voie éprouvée de la conception de robots et de solutions domotiques dont la forme est spécialement adaptée à la tâche à accomplir. Cette approche propose des solutions dédiées, rentables, sécurisées et fiables.

Les exemples de cette stratégie sont nombreux autour de nous : aspirateurs, machines à laver, lave-vaisselle à la maison, robots mobiles autonomes (AMR), robots SCARA et delta, ou bras robotiques dans l’industrie. Ces solutions démontrent que la spécialisation, plutôt que l’imitation de la forme humaine, conduit à une automatisation robuste, sûre et évolutive.

[1] Le PL définit le risque de défaillance dangereuse par heure de fonctionnement de la machine.