Un guide du débutant sur la collaboration sûre de l’homme-robot

Adar permet la détection d’obstacles 3D à 360 degrés à un coût inférieur à celui des packages de capteurs conventionnels. | Source: Sonair

Drones tueurs. Terminateur-type humanoïdes. Un meurtre à chaque coin de rue. Ces visions dystopiques de l’avenir dans lesquelles les relations de robot humain sont dans un état de conflit constant abondent dans les livres et les films.

Mais dans le monde réel, les humains et les robots coexistent pacifiquement chaque jour dans les usines, les entrepôts, les hôpitaux et les maisons. C’est merci, en grande partie, au robot sécurité Les normes développées au fil des décennies par des experts mondiaux.

Ainsi, alors que parler de coexistence paisible par l’homme du robot peut sembler un peu dramatique, il n’est pas exagéré de dire que sans sécurité de robot normesil n’y aurait pas du tout de coexistence ou de collaboration efficace. Il y aurait en fait le chaos.

Pourquoi les normes de sécurité des robots comptent

Les normes de sécurité des robots sont les directives et les réglementations élaborées pour garantir que les robots fonctionnent en toute sécurité autour des humains. Les normes de sécurité définissent les exigences pour la conception, l’intégration, le fonctionnement et la maintenance du matériel et des logiciels. Cela minimise le risque de collisions et de blessures.

Les normes décrivent des facteurs tels que les distances sûres, les limites de vitesse, les fonctions d’arrêt d’urgence et l’évaluation des risques. Ces exigences de sécurité structurées réduisent l’incertitude et créent des environnements contrôlés prévisibles pour un robot humain sûr interaction. Bien qu’aucun système ne soit sûr dans toutes les circonstances imaginables, les normes signifient que les humains peuvent faire confiance aux robots avec lesquels ils partagent les espaces.

La sécurité des robots humains est un paysage complexe

Dire que le paysage mondial de la sécurité des robots est complexe est un euphémisme massif. Premièrement, il y a plus d’une norme pour le développement de normes de sécurité des robots.

L’Organisation internationale pour la normalisation (ISO), Robotic Industries Association (Riafait maintenant partie de l’Association for Advancing Automation ou A3) et les normes européennes (En) sont les plus connus et les plus largement adoptés à l’échelle mondiale et en Amérique du Nord et en Europe. Cependant, là sont autres dans Japon, Chineet Inde pour garder une trace de aussi.

Ensuite, il y a le fait que les normes peuvent avoir des noms différents dans différentes juridictions. Par exemple, ISO 10218 est une norme mondiale pour la sécurité des robots industriels. En Europe, il est mis en œuvre en tant qu’en ISO 10218. Au Japon, il est mis en œuvre sous le nom de JIS B 8433-1 / 2. Et enfin, aux États-Unis, il a été incorporé dans le ANSI / RIA R15.06 standard.

De plus, différentes régions appliquent les normes différemment. Par exemple, les normes obligatoires en Europe peuvent être volontaires aux États-Unis, et vice versa. De plus, plus d’un ensemble de normes peut fonctionner dans une seule région.

La réalisation de la certification de sécurité selon les normes établies est une tâche onéreuse mais nécessaire pour tout fabricant d’équipements d’origine grave (OEM). Et, bien qu’il ne soit pas exigé par la loi dans de nombreuses régions, un élément clé de la tâche consiste à envoyer le produit à des installations de test et à des organisations accréditées et à des organisations telles que ASTM International. Cela signifie également attendre patiemment tandis que le produit est rigoureusement testé pour le respect des exigences de sécurité.

Comment la conformité fonctionne sans «police de normes»

Si la conformité aux normes de sécurité des robots est souvent volontaire et qu’il n’y a pas de «policiers de normes» – ou de flics robo-flics – pour faire respecter ces exigences, alors comment peuvent-ils être efficaces?

La bonne nouvelle pour les humains qui travaillent autour des robots est que même dans les régions où la conformité et les tests tiers sont volontaires, les entreprises exigent la conformité les unes des autres. Les entrepôts veulent des robots mobiles autonomes (Amrs) qui respectent les normes internationalement reconnues. Les installations de fabrication veulent des robots industriels qui ne frappent pas les humains qui passent. Les normes sont essentielles pour assurer la sécurité de ces différents types de robots et environnements.

Même si la loi n’est pas exigée dans toutes les régions, les entreprises obtiendront des spécialistes de la sécurité tiers pour confirmer si leurs produits répondent ou non aux normes applicables. De cette façon, l’industrie de la robotique applique les exigences des normes presque par défaut en appliquant l’attente que les produits respectent les normes pertinentes.

Navigation de complexe et de longues normes

Il existe des normes pour les robots mobiles, les capteurs et les cellules de robot complètes. Et, il existe des normes pour le logiciel qui permet la communication machine à machine. Il existe des normes pour chaque morceau de robot, jusqu’à ses câbles internes. Il existe des normes pour les OEM et les intégrateurs. Enfin, il existe également des normes dont les utilisateurs finaux doivent être conscients.

Les normes se déroulent souvent sur des centaines de pages, et ils plongent dans les détails. En fait, une partie de la conformité des normes implique la lutte avec la langue complexe. Cela signifie lire et relire les normes jusqu’à ce qu’ils soient complètement absorbés et avec précision.

Une différence critique, par exemple, se concentre sur la différence entre «doit» (ce qui signifie requis) et «devrait» (ce qui signifie recommandé). La conformité signifie travailler minutieusement chaque phrase et sous-clause dans la documentation des normes.

Certains des normes de sécurité les plus importantes et les plus largement respectées:

• ISO 12100: 2010qui spécifie la terminologie de base, les principes et une méthodologie pour obtenir la sécurité dans la conception des machines tout en décrivant les principes de l’évaluation des risques et de la réduction des risques pour aider les concepteurs
• ISO 3691-4: 2023qui spécifie les exigences de sécurité pour les «camions industriels sans conducteur», un terme qui comprend des AMR
• ISO 10218-1: 2025qui établit des directives pour les exigences de sécurité spécifiques aux robots industriels, et qui a reçu une mise à jour substantielle il y a quelques mois à peine quelques mois

Les lidars de sécurité 2D sont généralement montés sur des AMR à une hauteur d’environ 20 cm (7,9 pouces) et ne détecteront pas des objets de 10 cm (3,9 pouces) au-dessus du sol, des objets suspendus au toit ou des articles dépassant les murs ou les étagères. Ces limitations présentent des risques de sécurité dans les magasins dynamiques. Différentes conditions d’éclairage et surfaces transparentes peuvent également créer des défis pour le lidar. En revanche, Adar fournit une vue à 360 degrés (180 ° par 180 °) de la scène jusqu’à une distance de 5 m (16,4 pieds), créant un bouclier de sécurité 3D pour la détection d’obstacles. | Source: Sonair

Sonair suit les normes des capteurs

L’une des normes qui nous intéresse particulièrement ici à Sonaire est IEC 61496-1: 2020. Ce document spécifie les exigences générales pour la conception, la construction et les tests d’équipements de protection électro-sensibles sans contact (ESPE) – des capteurs conçus spécifiquement pour détecter les personnes ou une partie d’une personne dans le cadre d’un système lié à la sécurité.

Ce document définit les exigences de sécurité fonctionnelles pour les capteurs utilisés pour la «détection des obstacles», y compris les humains et les parties de l’homme. En d’autres termes, la capacité de robots comme les AMR à s’arrêter lorsqu’il détecte les personnes ou les propriétés à sa manière.

Comme le capteur ADAR de Sonair est pour la détection d’obstacles, nous visons la pleine conformité à la CEI 61496.

En plus d’être testé sur le terrain dans le cadre d’un Programme d’accès anticipéle capteur Sonair et le processus de développement subissent une évaluation rigoureuse par des spécialistes indépendants de la sécurité, Exida. C’est un Ansi-Crédité Agence de certification qui évalue et certifie la conformité des normes. Le processus rigoureux d’Exida comprend la vérification du niveau d’intégrité de la sécurité (SIL) du matériel et de la conception de logiciels d’un produit.

Les processus de test et de certification sont minutieux, mais ils sont essentiels pour deux raisons principales. Premièrement, la sécurité est importante. L’interaction réussie de l’homme-robot aujourd’hui et à l’avenir dépend de la capacité des humains que les robots qui les entourent ne présentent pas de risques de sécurité. Sans normes, il n’y aura pas du tout de coexistence humaine-robot.

Deuxièmement, la certification de sécurité est, bien, de série dans l’industrie de la robotique – même pour des capteurs innovants comme Sonair, qui devrait devenir un capteur de profondeur 3D certifié (PL D). Nous prévoyons de terminer le processus de test et de certification tiers d’ici la fin de 2025.

https://www.youtube.com/watch?v=4a05rvahkgy

À propos de l’auteur

Britta Fismen est vice-présidente de l’ingénierie et co-fondatrice chez Sonair, basée à Oslo, en Norvège. Elle possède plus de 20 ans d’expérience dans le développement des capteurs, l’optique et la recherche et le développement, y compris des rôles supérieurs à Gassecure et à Sintef. Fismen détient un M.Sc. en physique appliquée de l’Université norvégienne des sciences et de la technologie (NTNU) et a mené un travail révolutionnaire en instrumentation optique et détection de gaz sans fil.