La robotique du secteur agro-alimentaire de demain

Andrea Cherubini, professeur à l’École Centrale de Nantes, membre du Laboratoire des sciences du numérique à Nantes (LS2N – CNRS/École Centrale de Nantes/Nantes Université), présente le projet intégré « Manipulation Mobile Interactive » (PI2 IMM) du programme de recherche Robotique organique (PEPR O2R). Il développe l’accessibilité, l’autonomie et la capacité d’intégration des robots dans l’environnement humain, en particulier dans le secteur agro-alimentaire.

Pouvez-vous nous raconter votre parcours et comment vous vous êtes intéressé à la collaboration avec des non spécialistes de la robotique : ergonomie, sciences de la communication, co-design (design collaboratif), anthropologie, sociologie et psychologie sociale ?

Andrea Cherubini : Originaire d’Italie, j’ai obtenu un master en ingénierie mécanique à Rome (« La Sapienza », 2001), puis un second en systèmes de contrôle à Sheffield (2003). Après une thèse à « La Sapienza » (2008) et un post-doc à l’Inria Rennes, j’ai rejoint l’Université de Montpellier comme maître de conférences (2011), puis professeur (2021). Depuis 2024, je suis professeur à l’École Centrale Nantes (LS2N).
Mes travaux visent à rendre les robots plus autonomes et adaptables, notamment pour l’industrie et le bâtiment. Avec l’essor de l’IA et de la robotique dans notre quotidien (véhicules autonomes, robots domestiques…), j’ai souhaité m’adresser au grand public via des actions de vulgarisation (débats, tables rondes, vidéos). Ces échanges avec des non-spécialistes nourrissent notre réflexion : quel rôle ces machines doivent-elles jouer demain ? Comment les concevoir pour qu’elles servent au mieux l’humain ?

Vous travaillez à développer un nouveau manipulateur mobile interactif polyvalent. De quel type de robot parle-t-on et à quels fins ? Quels défis de navigation intérieur / extérieur aura-t-il à relever ?

A.C. : Le robot que nous développons dans le cadre du projet PI2 IMM aura des caractéristiques anthropomorphes (deux bras, mobilité, vue). Cependant, il possédera des propriétés augmentées par rapport à celles de l’humain, notamment la capacité de percevoir des objets sans les toucher ni les voir, et un meilleur équilibre – la bipédie étant un obstacle majeur au développement des robots humanoïde. De par son aspect, il pourra être facilement programmable et utilisable par des novices, qu’il saura aider dans des tâches inspirées du secteur agro-alimentaire : par exemple cueillir et trier des produits maraîchers, préparer et transporter des cagettes, etc. Parmi les défis technologiques et scientifiques à relever on note: la saisie et la manipulation dextre d’objets souples et déformable, la mobilité rapide aussi bien de la base que du haut du corps (torse, bras), la gestion des transitions intérieur/extérieur, aussi bien pour la vision que pour la navigation.

Vous indiquez commencer les études sur des plateformes existantes qui ont démontré leur efficacité et leur robustesse dans des situations quasi-écologiques. Pourriez-vous préciser de quel genre de plateforme il s’agit ? Qu’entendez-vous par « situation quasi-écologique » ?

A.C. : Dans le cadre de deux projets européens que j’ai coordonnés à l’Université de Montpellier (H2020 Versatile et H2020 SOPHIA), nous avons conçu BAZAR, un robot manipulateur mobile doté de deux bras et monté sur roues. Lors du projet SOPHIA, nous avons reproduit en conditions quasi-écologiques une tâche d’ébavurage pour l’industrie automobile, que le robot réalisait en collaboration avec un opérateur humain.
Cette expérimentation, menée dans un environnement reproduisant fidèlement le processus industriel (mêmes produits, mêmes contraintes), a permis à nos partenaires en sciences humaines et sociales – ergonomes physiques et cognitifs italiens, belges et allemands impliqués dans SOPHIA – d’analyser finement l’interaction humain-robot, tant en termes de qualité que d’impacts.

Vous voulez garantir l’intégration du robot dans la société. Comment comptez-vous vous y prendre ?

A.C. : Malgré les résultats prometteurs obtenus dans le cadre du projet SOPHIA, je suis convaincu qu’une intégration réussie des robots dans la société ne pourra advenir qu’à travers une approche holistique et interdisciplinaire, dès les premières étapes de la conception. Il est essentiel de co-construire l’objet technologique en étroite collaboration avec les sciences humaines et sociales – philosophes, ergonomes, anthropologues, sociologues, etc. – plutôt que de concevoir le robot, ses algorithmes et ses fonctionnalités en faisant abstraction de l’utilisateur final. Une telle démarche, si elle persiste, nous expose inévitablement à des échecs d’acceptation et d’usage.
À cet égard, le design prospectif offre une piste particulièrement pertinente : il invite à considérer cinq dimensions indissociables dans la conception d’un artefact – la fonction, l’usage, l’interaction, l’imaginaire et la forme. Notre objectif, au sein du projet PI2 IMM, est d’éviter de créer des machines auxquelles l’humain devrait s’adapter, mais bien de développer des technologies qui s’intègrent naturellement à son environnement et à ses besoins. Pour y parvenir, nous privilégions une recherche résolument interdisciplinaire, où roboticiens et non-roboticiens collaborent dès la phase de conception, afin d’anticiper les enjeux techniques, sociaux et éthiques de demain.