Une approche cognitive des jumeaux numériques pour l’industrie 4.0

La réalité virtuelle permet aujourd’hui de se former et d’interagir à distance avec des jumeaux numériques de robots industriels. Comprendre les mécanismes cognitifs de l’utilisateur est un facteur clé de l’adoption et de la réussite de ces cas d’usages.

Le projet INTEROPS (« interactions robotiques pour l’opérateur et la supervision ») étudie l’impact sur la charge cognitive de différentes modalités d’interactions en réalité virtuelle avec un jumeau numérique industriel.

Le projet a démarré en octobre 2020 et est porté par le centre de recherche sur la cognition et l’apprentissage (CeRCA UMR CNRS 7295) pour une durée de trois ans. Une doctorante en ergonomie cognitive, Marine Desvergnes, a été recrutée grâce à un financement conjoint de la région Nouvelle Aquitaine et de Grand Angoulême.

Responsable scientifique du projet : Nicolas Louveton, maître de conférence, université de Poitiers.

Le contexte du projet

Le projet INTEROPS étudie l’impact de différentes modalités d’assistance en temps réel sur la charge cognitive d’un opérateur agissant sur un robot industriel virtualisé.

Ces modalités d’assistance solliciteront les canaux perceptifs visuel et haptique (sens du toucher et du mouvement). Pour chacun de ces canaux, le codage de l’information peut utiliser différents modes de représentation, plus ou moins adapter à la situation.

Nous cherchons à établir une grammaire d’interaction en réalité virtuelle qui minimise la charge cognitive lors du contrôle d’un robot industriel à distance ou simulé.

Objectifs scientifiques

Un scénario de tâche industriel en collaboration avec un robot sera défini.

Plusieurs expérimentations en réalité virtuelle, utilisant l’oculométrie et des mesures périphériques associées à la charge cognitive seront menées pour comparer les différentes modalités d’assistance à la tâche en temps réel.

À la fin du projet nous aboutirons à :

  • Une grammaire d’assistance en réalité virtuelle/mixte fondée sur des mesures de charge cognitive ;
  • Un démonstrateur intégrant un jumeau numérique, un système d’assistance à la tâche en temps réel, et une mesure de la charge cognitive.

Ce démonstrateur servira d’exemple et d’outil d’expérimentation pour les recherches ultérieures dans le domaine.

Partenaires

Les partenaires du projet sont l’Institut Pprime de l’université de Poitiers et du CNRS, la PME charentaise spécialisée dans les jumeaux numériques, ITECA, et l’agence régionale pour l’amélioration des conditions de travail, ARACT-Nouvelle Aquitaine.

Moyens

  • Plateaux robotique de l’équipe RoBioSS de Pprime, ainsi que les ressources disponibles dans le cadre du labcom Mach4 (scènes 3D) ;
  • Outils et compétences du CeRCA liés à la réalité virtuelle et à la mesure de la charge mentale (oculométrie, mesures périphériques).

Financements

Le projet INTEROPS est financé par la région Nouvelle Aquitaine et Grand Angoulême. Un doctorant financé est impliqué sur toute la durée du projet (36 mois).