Un robot recycleur récupère des pièces de machines cassées
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. Ce système de démontage robotisé est capable de dévisser, de manipuler et de fraiser les dispositifs défectueux tout en préservant les pièces précieuses des dommages. Il met en branle l'économie circulaire automatisée Amadeus Bramsiepe
Les objets fabriqués par des robots sont omniprésents. Si vous avez utilisé une voiture, un appareil électroménager ou un smartphone aujourd'hui, vous avez utilisé un objet fabriqué, au moins en partie, par des robots. Plus les fabricants voudront produire (et les consommateurs consommer) de produits à moindre coût, plus le besoin en robots industriels augmentera.
D'après la Fédération internationale de robotique , plus de 4 millions de robots industriels sont en service dans le monde. Les chercheurs prévoient que ce nombre dépassera les 16 millions d'ici 2030, en raison de l'essor rapide de la production manufacturière. Mais que se passera-t-il lorsqu'ils tomberont en panne ? Un nouveau système, conçu par des chercheurs de l' Institut de technologie de Karlsruhe (KIT), en Allemagne , est capable de prédire la défaillance d'un produit et de le désassembler tout en protégeant les pièces sensibles. Pour assurer un développement durable de la robotique , l'industrie doit se préparer au démantèlement, au recyclage et à la reconstruction de ses systèmes robotisés.
Le système se compose d'un algorithme prédictif qui détermine la cause de la casse d'un produit, et de manipulateurs robotisés qui procèdent au démontage. À chaque étape, le système vérifie la concordance des résultats avec ses prédictions et ajuste ses méthodes en conséquence. Par exemple, dans la vidéo ci-dessous, le système commence par dévisser un composant cassé. Pour simuler une vis bloquée, le chercheur la remet en place. Constatant que la vis est toujours bloquée, le système procède alors au fraisage pour retirer la pièce.
« Fabriquer un produit avec de nouvelles pièces est facile », explique Jan Baumgärtner , l'un des concepteurs du système. « Chaque étape est clairement définie et aucune déviation n'est prévue. » En revanche, démonter un objet cassé est imprévisible. « On peut imaginer une centaine de façons dont quelque chose peut mal tourner. » Et si l'on commence à démonter un objet sans savoir comment il est cassé, on risque de devoir défaire une partie du travail une fois le problème identifié. Par exemple, s'il faut dévisser une centaine de vis qui maintiennent deux pièces ensemble, mais que la dernière est bloquée, on aura perdu du temps à dévisser toutes ces vis alors qu'il aurait fallu utiliser une autre méthode pour retirer la pièce dès le départ.
Comment démonter un produit
Le système de démontage robotisé de KIT s'appuie sur un modèle CAO du produit endommagé et de chaque pièce, ce qui lui permet d'anticiper le comportement normal des pièces et de détecter toute anomalie. Il utilise également un modèle mathématique pour prédire les dommages subis par une pièce cassée.
Lorsqu'on fournit au système un appareil défectueux et un modèle CAO, celui-ci commence par estimer le mouvement de chaque pièce. Les axes de déplacement de chaque pièce sont appelés degrés de liberté (par exemple, une vis doit tourner, mais pas se déplacer latéralement). Le programme de démontage actionne légèrement chaque pièce pour vérifier son comportement. En fonction du mouvement réel, il utilise ensuite le modèle mathématique pour prédire l'origine du problème : une pièce corrodée peut avoir un mouvement inférieur à celui prévu, une vis desserrée peut avoir un mouvement supérieur, et une pièce déformée peut présenter des degrés de liberté différents de ceux attendus.
Au début du démontage, le système élabore un plan. Il tente d'identifier le problème potentiel de l'appareil en cours de démontage, puis ajuste son hypothèse en fonction de l'observation de chaque pièce démontée. Par exemple, la présence d'une vis desserrée peut être difficile à déceler sur une simple photo de la pièce endommagée. En manipulant la vis, le système constate qu'elle peut bouger de manière anormale et en tient compte lors du démontage. Vous pouvez également indiquer au système les pièces essentielles à préserver, et il adaptera sa stratégie en conséquence.
L'économie circulaire automatisée
La motivation de Baumgärtner derrière la conception de ce désassembleur robotisé est de contribuer à la création d'une économie circulaire, où les appareils usagés sont réparés au lieu d'être jetés, réduisant ainsi les déchets. « L'avenir, c'est de sauver notre planète », affirme-t-il.
Baumgärtner envisage d'étendre ce système unique, composé de quelques bras robotisés, à un grand nombre de bras de désassemblage robotisés, chacun équipé d'outils différents. Ces bras se spécialiseront dans une étape différente du processus de désassemblage, permettant ainsi à une usine entière d'utiliser différents membres robotisés pour désassembler une vaste gamme de produits. Imaginez une usine de robots industriels qui fabrique des voitures, mais spécialisée dans leur démontage. Ou, comme il le dit, « un robot géant à 100 bras ».
À terme, si ce système fonctionne comme prévu, il permettrait d'automatiser entièrement l'extraction d'une pièce défectueuse, son remplacement et la remise en état de l'appareil. L'économie circulaire prendrait alors tout son sens, les utilisateurs remplaçant les pièces défectueuses de leurs anciens appareils au lieu d'en acheter systématiquement de nouveaux. « C'est pourquoi nous devons envisager un déploiement à plus grande échelle », explique-t-il. « Car cela signifie que le coût deviendra tellement bas qu'il sera moins cher de réparer cet appareil électronique que de le produire. C'est l'objectif. »
Ces travaux de recherche ont été présentés à la conférence internationale IEEE sur la robotique et l'automatisation ( ICRA ) 2026 à Vienne.