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Robotique collaborative

Le List, institut de CEA Tech, conçoit et met au point des robots collaboratifs (« cobots ») sensibles en effort, précis et sûrs, qui interagissent avec un opérateur humain : répartition des tâches au sein d’un espace de travail commun, assistance au geste ou au port d’une charge… Il conçoit également des exosquelettes.

Les chercheurs s’appuient sur leurs compétences en mécanique, électronique, automatique et informatique. Ils collaborent avec des industriels du nucléaire, du off-shore, des travaux miniers, du manufacturing et du secteur médical (assistance au chirurgien, mini-chirurgie invasive).

Parmi nos partenaires académiques

ISIR (Paris VI), LIRRM (Université Montpellier 2 et CNRS), IRCCyN (Ecole centrale de Nantes), Cetim

Atouts

  • Conception et réalisation complètes des robots, sans réutilisation de produits ou fonctions existantes, pour une adaptation optimale à l’application,
  • Implication des chercheurs jusqu’à la mise en service opérationnelle,
  • Future norme ISO sur la télémanipulation à retour d’effort pour le secteur nucléaire portée par le List.

Projets européens

Le CEA List est leader de projets européens :

Reference: ICT-824990, 2019 – 2022, Budget: 16 M€,Coordinator: CEA LIST (FR)
Objectives: RIMA is a 4-year project aiming to achieve this by establishing a network of 13 Digital Innovation Hubs (DIH) on robotics and a large number of industry associations sharing best practices and providing services to facilitate step change in uptake of I&M technologies.
Description & Results:
RIMA will pursue the following goals:

  • To establish a network of Digital Innovation Hubs.
  • To support Cross border experimentation and support to EU SMEs
  • To provide robotics I&M education and training
  • To connect the EU I&M robotics to other domains and share best practises
Reference: H2020 ICT- 732410, 2017 – 2020, Budget: 8 M€, Coordinator: CEA (FR)
Objectives: RobMoSys will coordinate the whole community’s best and consorted effort to build an open and sustainable, agile and multi-domain European robotics software ecosystem.
Description & Results:
The project proposes composable models and software for robotics systems:

  • Integrated approach built on top of the current code-centric robotic platforms, by applying model-driven methods and tools.
  • Management of the interfaces between different robotics-related domains in an efficient and systematic way according to each system’s needs.
  • Quality-of-Service properties, enabling a composition-oriented approach while preserving modularity.
  • Drive the non-competitive part of building a professional quality ecosystem by encouraging the community involvement.
  • Elaborate many of the common robot functionalities based on broad involvement of the community via two Open Calls.

Le CEA List est également impliqué dans de nombreux projets européens :

A pan-European project that exists to significantly increase safety for humans and robots working in shared spaces.
Reference: FP7 ICT-601116, 2013 – 2018, Budget: 6.5 M€, Coordinator: TUM (GE)
Objectives: ECHORD aims at producing new knowledge through advancing the state of the art in selected research foci and developing novel technology from which new products can be derived. Within ECHORD, opportunities for knowledge advancement and technology transfer between academia and industry will be created across the whole continent. This will be achieved through the solicitation of focused, small-size RTD projects, so-called experiments. Via these experiments, ECHORD will bring about a large-scale introduction of robotic equipment into research institutions. This is expected to result in both tangible and measurable out-comes in terms of the accelerated development of technologies, as well as the deployment of robotics technology into new scenarios for the direct application of research results. For ECHORD, three such scenarios have been defined: human-robot co-working, hyper flexible cells, and cognitive factories. The foremost purpose of the scenarios is to define an environment that is both scientifically challenging to research institutions and commercially relevant to robot manufacturers.
Description & Results:
Three RIFs (Research Innovation Facilities) in UK, IT, FR:

  • facilities for bringing experiments (i.e. researchers and industry) in direct contact with current and new users of robotics technologies.
  • software and hardware platforms as well as profound knowledge for systems integration
  • host for benchmark suites, e.g. for system robustness, and support to standardization efforts.CEA Role: responsible of the RIF Paris Salay and the experiments done in.
Reference: : ICT-645582, 2015 – 2018, Budget: 6.5 M€, Coordinator: University of Birmingham (UK)
Objectives: The RoMaNS project will advance the state of the art in mixed autonomy for tele-manipulation, to solve a challenging and safety-critical “sort and segregate” industrial problem, driven by urgent market and societal needs.
Description & Results:
the results of ROMANS project are:

  • Develop novel hardware and software solutions for advanced bi-lateral master-slave tele-operation.
  • Develop advanced autonomy methods for highly adaptive automatic grasping and manipulation actions.
  • Combine autonomy and tele-operation methods using state-of-the-art understanding of mixed initiative planning, variable autonomy and shared control approaches.
  • Deliver a TRL 6 demonstration in an industrial plant-representative environment at the UK National Nuclear Lab Workington test facility.CEA Role: responsible for the novel hardware and software solutions for advanced bi-lateral master-slave tele-operation.

Reference: ICT-601003, 2013 – 2017, Budget: 4.735 M€, Coordinator: TECNALIA (Spain)
Objectives: in order to move exoskeletons for-walking toward real life applications, BALANCE will realize a platform-independent control strategy and architecture for such exoskeletons. The work will focus on robust balance performance and thus safety of the human wearing the exoskeleton.
Description & Results:
The results of BALANCE project are:

  • Understanding in more detail the human control of postural balance
  • Realize monitoring of the postural balance of a human-exoskeleton combination in functional human walking.
  • Create a human-cooperative robotic postural balance controller framework
  • Implement the human cooperative postural balance controller on a real exoskeleton.CEA Role: responsible for the System Implementation, Integration and Evaluation WP, development of the experimental platform for human cooperative controller.

Reference: ICT-231640, 2009 – 2013, Budget: 8.2 M€, Coordinator: UNIVERSITE PIERRE ET MARIE CURIE - PARIS 6 (Fr)
Objectives: The HANDLE project aims at understanding how humans perform the manipulation of objects in order to replicate grasping and skilled in-hand movements with an anthropomorphic artificial hand, and thereby move robot grippers from current best practice towards more autonomous, natural and effective articulated hands. The goal is to endow the proposed robotic hand with advanced perception capabilities, high level feedback control and elements of intelligence that allow recognition of objects and context, reasoning about actions and a high degree of recovery from failure during the execution of dexterous tasks.
CEA Role: responsible for the design and prototyping of a novel electric force control dextrous robotic hand.

Reference: ICT-248552, 2010 – 2012, Budget: 2.3 M€, Coordinator: KUKA Laboratories GmbH (D)
Objectives:Improvement of cooperation between all robotics stakeholders and domains.
Description & Results:
EURobotics targets two main objectives: the improvement of cooperation between industry and academia and the enhancement of public perception of European robotics. In an ideal world, academia finds solutions required by industry to develop products that fulfil a market need. Both communities benefit from this cooperation because academia receives funds through technology transfers and industry can enhance their market position through innovative products. This project gave European robotics an advantage by kick-starting several of the stimulations required for this ideal world to be realised. The strategic impact of EURobotics lies in defining and implementing activities involving all relevant stakeholders and to thereby allowing European robotics to maintain its strong position and to gain worldwide leadership.

L'institut est également impliqué dans AGROBOFOOD, HERO, ESMERA, TERRINET, HORSE, ESPRIT et EBSF 2.


Technologies majeures

Actionnement à vis à bille et câble à très faible frottement

Descriptif

Les traditionnels capteurs d’effort sont remplacés par un asservissement en courant des moteurs électriques. L’utilisation de vis à bille et de câbles en lieu et place des systèmes polyarticulés supprime l’essentiel des frottements. Le rendement d’actionnement peut dépasser ainsi les 97 %, contre 80 à 85 % pour les robots commerciaux : un gain de finesse qui autorise la réalisation de tâches de précision.

 
 

Exosquelette pour l’assistance au geste (ouvrier, opérateur, personne âgée ou malade…)

Descriptif

Le tout premier exosquelette européen, Hercule, est développé depuis 2009 avec la société RB3D. Doté d’actionneurs à câble réversibles et d’un cœur informatique ARM Cortex-8 pour une gestion temps réel des mouvements, il offre une fluidité de marche élevée et un excellent rendement énergétique (autonomie de 4 h à 5 km/h). Plusieurs démonstrateurs 2 membres ont été développés, pour des applications militaires et civiles de port et manutention de charges.Un exosquelette 4 membres destiné à redonner une mobilité aux sujets tétraplégiques est également à l’étude. Il est composé de deux bras à 7 degrés de liberté commandés en effort et d’une évolution des jambes de Hercule.

Projets majeurs

 
 

Manipulation dextre coopérative

Descriptif

Développement d’un préhenseur à dextérité et versatilité élevées, visant des applications industrielles qui nécessitent une finesse comparable à celle de la main et du bras.

Projets majeurs