Quantification de la variabilité motrice humaine lors d’une tâche utilisant un robot collaboratif

L’usage de robots collaboratifs est souvent envisagé dans l’industrie pour réduire les sollicitations biomécaniques des opérateurs devant réaliser des mouvements répétitifs. Dans ce type d’applications, il est indispensable de ne pas négliger la variabilité des mouvements (VM) de l’opérateur. Celle-ci se manifeste au poste de travail par des modifications de la cinématique (postures, vitesses et coordinations articulaires) des opérateurs, et pourrait jouer un rôle bénéfique dans la prévention de la fatigue, de l’inconfort et des atteintes de l’appareil locomoteur.
Ce papier présente une campagne expérimentale de quantification de la VM lors d’une activité répétitive assistée par un robot collaboratif. La tâche observée consiste pour l’opérateur à guider l’effecteur terminal du robot le long d’une trajectoire matérialisée par un « wireloop » (profil rigide, ici de forme parabolique). Une bande lumineuse placée dans le wireloop indique aux sujets la consigne de mouvement à suivre (position et vitesse de l’effecteur). Deux degrés de liberté sont laissés aux sujets, caractérisés par le swivel angle ø et le twist angle ö mesurés par capture de mouvement (systèmes optique Qualisys et capteurs inertiels X-Sens). Les autres paramètres du mouvement sont gérés par le robot collaboratif.
11 sujets ont réalisé 50 répétitions de la tâche prescrite. Ces données doivent maintenant être traitées selon le formalisme des « redundancy tubes » (RT) pour caractériser la variabilité du mouvement des opérateurs : la taille et la forme de ces RT seront analysées selon les répétitions de la tâche prescrite, et également comparées au RT théorique (qui matérialise l’amplitude maximale du mouvement). L’hypothèse est que cette analyse permettra de caractériser la VM de l’opérateur voire d’estimer certains paramètres à son origine (état de fatigue musculaire, phase d’apprentissage, niveau d’expertise).