Robotique d assistance à la personne

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1 «Faciliter son quotidien et sa mobilité» Un projet inter-clusters pour développer le marché des seniors auprès des PME par une approche sur les usages et le design universel Note de veille n 9 Février 2012 Robotique d assistance à la personne Avec le soutien de :

2 Données de cadrage et éléments de marché Les informations fournies dans cette note de veille proviennent majoritairement du document «Portrait Robot» élaboré par la Direction de la Prospective du Grand Lyon 1 en février 2011 et du salon Innorobo qui s est tenu en mars 2011 à la Cité Internationale de Lyon. Le robot dans un monde de plus en plus «intelligent» Systèmes automatisés, systèmes intelligents, robotique où se situent les frontières? «La robotique de services peut être totalement invisible ; c'est-à-dire qu elle ne prend pas forcément la forme d un robot! De fait, systèmes intelligents et robotique de services sont étroitement associés. Ce système intelligent correspond à la renaissance sous une autre forme de ce que l on a longtemps appelé domotique. La maison intelligente avec une gestion intelligente de l énergie, des ouvertures est une forme de robotique adaptée à la maison» (André Montaud) Robot, ordinateur, internet, objets : vers une interconnexion généralisée? De plus en plus d interactions sont observées entre les robots et les objets issus des technologies numériques. Par exemple, le robot de surveillance peut alerter son propriétaire par sms ; à l inverse, le propriétaire pourra joindre son robot via son smartphone ou son ordinateur Surfant sur l internet des objets, les robots peuvent interagir aussi avec des objets liés à des informations, par exemple grâce à l utilisation de solutions RFID. Le robot, objet et challenge technologique Qu est-ce qu un robot? Un robot est composé de trois dimensions techniques indissociables : - la capacité d analyser leur environnement, - la capacité de décision, - la capacité d agir sur le monde réel. - (l autonomie). Un concentré de technologies La conception d un robot fait appel à des professionnels de la programmation, de la mécanique, de la mécatronique, de la cognitique, du design Voici les caractéristiques et problématiques techniques à prendre en compte : - l intelligence : programmation et logiciels capacités de réalisation et d apprentissage du robot. - l architecture : articulations structuration et combinaison des composants du robot. - les actionneurs et préhenseurs : moteurs, vérins, pinces muscles et membres du robot. - les capteurs : micro, caméras organes par lesquels le robot perçoit son environnement. - la communication : langage, protocole de transmission communication avec l environnement. Les robots, leurs champs d application et leurs usages Robotique de service (Fédération internationale de la robotique IFR) : robots exécutant de façon semi ou entièrement automatique des services utiles pour le bien-être des gens et des biens, à l exclusion de tâches industrielles. La robotique de service désigne explicitement les robots de service à la personne. Ce sont des robots qui aident à vivre plus facilement, qui sortent certaines personnes de leur solitude. 2

3 Des robotiques de service? La robotique de service rassemble les robots destinés aux particuliers et dont l usage quotidien ne nécessite pas l intervention d un professionnel. Les principaux segments de la robotique de service grand public sont : la robotique domestique, la robotique ludique et la robotique d assistance à la personne. Repères économiques Classé au 1 er rang des technologies-clés 2015 dans les TIC par le Ministère chargé de l industrie, ce marché présente aujourd hui un réel potentiel de développement La robotique de service, un secteur à fort potentiel En 2009, le marché de la robotique de service représentait plus de 12 milliards de dollars, il devrait doubler d ici 2012, d après l international Federation of Robotics. (Syrobo, le syndicat européen de la robotique estime quant à lui le marché français de la robotique de service aux alentours de 500 millions de dollars). La robotique dédiée aux services professionnels, sécurité, défense, agriculture, élevage, nettoyage professionnel, domaine médico-chirurgical, travail sous-marin, représente la grande majorité de ce marché avec unités fin 2008 pour une valeur totale de 11,2 milliards de dollars. Le marché de la robotique personnelle et domestique, tâches domestiques, éducation et loisirs, assistance à la personne, représente actuellement 7 millions de dollars. La Japanese Robotics Association estime que la robotique de service à la personne devrait atteindre 35 milliards de dollars en Le Japon compte des groupes industriels de pointe comme Honda, Kawasaki, Mitsubishi, Hitachi, Panasonic L assistance à la personne est un domaine particulièrement encouragé en raison du vieillissement de la population japonaise. Un centre d expérimentation en technologies robotiques, le RoboCity CoRE, va ouvrir en 2013 dans la ville d Osaka. L université de Tsukuba est également de notoriété mondiale dans le domaine de la recherche en robotique. Opportunités et freins au développement du marché de la robotique de service - Poursuite des progrès technologiques robots dotés d une intelligence artificielle, - Vieillissement de la population services d assistance, - Robotique pour les entreprises services professionnels d automatisation de gestes humains, - Freins technologiques préhension et gestion de l autonomie, - Coûts d acquisition élevés, - Acceptabilité sociale de l introduction de robots, qui sont les 1 ères créatures autonomes non vivantes 3

4 Actions mises en œuvre au niveau national Panorama de la robotique de service en France En France, la robotique de service compte actuellement une centaine d entreprises pour 2000 à 3000 emplois et affiche un chiffre d affaires de 30 millions d euros. Des atouts sont cependant à valoriser pour que la France pèse plus dans le marché mondial de la robotique de service : - Une recherche performante : la recherche française en robotique est à l origine d environ 7% des publications mondiales, 600 chercheurs permanents et 300 doctorants travaillent sur la recherche en robotique, des entreprises leaders sur leur marché : Aldebaran, Gostaï, Probayes - Des savoir-faire pointus dans les systèmes intelligents d assistance à la conduite, dans les interactions homme-machine, dans les domaines de l armement, - Une filière robotique structurée : Communauté Cap Robotique et pôle de compétitivité Cap Digital, unis autour d un projet phare : Romeo, robot humanoïde assistant des personnes en perte d autonomie. - Création d un fonds d'investissement spécialisé dans la robotique de service : Robolution Capital, crée par Bruno Bonnell associé à Orkos Capital et Primnext. Ce fonds de 60 millions d euros se place comme un accélérateur du développement de la robotique de service sur le marché européen afin de pouvoir concurrencer les japonais ou les américains. Les territoires les plus avancés en France sur cette thématique sont en premier lieu la région parisienne avec des entreprises leaders comme Gostaï ou encore Aldebaran ; la région lyonnaise avec le président du Syrobo, Bruno Bonnell, qui organise le salon Innorobo à Lyon ; la région nantaise et son réseau d acteurs numérique, Atlantic 2.0 et le laboratoire IRCCyN ; et enfin la région toulousaine avec le laboratoire LAAS. Zoom sur le robot Romeo Romeo est un projet labellisé par le pôle de compétitivité Cap Digital et financé par la Région Ile-de-France, la DGCIS et la Ville de Paris. D un budget de 10M, il est subventionné à hauteur de 4,9M. Il vise à développer un robot humanoïde destiné à devenir un véritable assistant des personnes en perte d autonomie. Pour cela, il doit être capable d intervenir sur les objets du quotidien (ouvrir et fermer une porte, manipuler un verre, une bouteille, un trousseau de clés ), mais aussi d aider une personne à se déplacer à domicile et même lui porter secours en cas de chute. La voix et les gestes doivent être les principaux moyens de communication avec le robot qui devra être capable de comprendre ce qu on lui dit, d entretenir un court dialogue et même de percevoir les intentions et les émotions de son interlocuteur pour en déduire les actions qu il doit mettre en œuvre. Un prototype de robot humanoïde dont la taille devrait se situer entre 1,20m et 1,50m a été livré courant 2011, pour une évaluation auprès d utilisateurs en situation de perte d autonomie choisis parmi les patients de l Institut de la Vision. A partir des conclusions de cette évaluation, Aldebaran compte bien développer un produit qui pourrait être disponible en

5 La robotique au service des seniors La robotique suscite beaucoup d intérêt et d espoir, tant du côté des concepteurs que des personnes ayant besoin d une assistance. La demande est réelle, accentuée par le vieillissement annoncé des populations. Le Japon, pays où la proportion de personnes âgées est la plus importante au monde, a ouvert la voie en développant une ambitieuse politique de recherche et de développement dans la robotique d assistance. Mais dans ce domaine peut-être plus qu un autre, les innovations ne sont pas neutres car elles touchent à notre rapport au handicap, à la dépendance et au vieillissement. L avenir semble donc prometteur pour ceux qui sauront accompagner ces changements profonds et faire de la robotique d assistance un réel progrès pour l humanité. Une pluralité de solutions et d usages possibles Des bras robotisés pour à nouveau saisir, appuyer Ces bras peuvent être fixés au fauteuil roulant, saisir un objet désigné sur un écran par la personne handicapée ou encore être capables d aller chercher un objet situé dans une pièce voisine et de le ramener à l endroit désiré. Des exosquelettes pour à nouveau porter une masse, se lever, marcher Un exosquelette motorisé est un dispositif mécatronique qui a l apparence d un vêtement ou d une prothèse externe qui permet de démultiplier les capacités physiques, de rééduquer un système musculo-squelettique et éventuellement de se protéger de son environnement. Des robots de compagnie Différents laboratoires travaillent sur l expressivité émotionnelle et les capacités de communication des robots à vocation thérapeutique. Paro est un robot bébé phoque japonais conçu pour apporter un soutien émotionnel aux patients ; il a déjà prouvé son efficacité en diminuant l anxiété, la tension artérielle, la douleur Ces robots sont également capables de relever des données physiologiques, des mouvements suspects, de prévenir en cas de fuite de gaz, etc. Des robots auxiliaires de vie Des robots comme Twendy One (japonais) et Romeo (français) peuvent répondre à une communication verbale, aider un handicapé à se lever et à s assoir, porter des objets et réaliser des gestes qu quotidien comme saisir une paille et la déposer dans un verre, sortir les toasts du grille-pain et les poser sur un plateau Les défis de la robotique d assistance Prendre en compte l usager dans le cadre d approches pluridisciplinaires La prise des usages doit impliquer un large panel de métiers et de spécialités différentes : médecine physique et de réadaptation, gérontologie, neurologie ; mécanique, informatique, électronique ; psychologues, sociologues et philosophes Le modèle des living lab paraît ici adapté à cet enjeu. Mener une réflexion collective sur ce qui est acceptable et souhaitable Le maintien des relations sociales et la préservation de la dignité des personnes aidées par des systèmes robotisés se trouvent au cœur des préoccupations. «L augmentation» de l humain ne doit pas faire oublier que les personnes ont besoin de lien social. 5

6 Exemples d offres robotiques d assistance à la personne Robots de téléprésence / Robots humanoïdes Kompaï R&D (ROBOSOFT, Bidart, 64) Robosoft est le leader européen des solutions robotiques de service. Avec plus de 20 ans d'expertise scientifique et industrielle reconnue dans ce domaine, Robosoft fournit depuis 1985 des solutions robotiques avancées sur les marchés du transport, du nettoyage, de la sécurité, de la santé et de la recherche. Robosoft a développé son propre robot d'assistance : Kompaï, qui assiste les personnes âgées et dépendantes à domicile. Ce robot peut parler, comprendre ce qui se dit, naviguer de façon autonome, gérer des listes de shopping, lire de la musique ou encore fonctionner comme un système de vidéo conférence afin que les utilisateurs discutent avec leurs docteurs, par exemple. Jazz (GOSTAI, Paris, 75) Gostai est une start-up spécialisée dans la robotique qui a dernièrement lancé le premier robot de téléprésence mobile européen «Jazz». Ce robot d'un mètre de haut parle, oriente sa tête, se déplace et se localise. Il peut être utilisé comme vigile, comme guide lors d un salon ou encore pour accueillir des clients dans une entreprise. Ce robot est aussi amené à remplir des tâches d'assistance à domicile pour les personnes âgées. Le robot est connecté à distance avec une plateforme de suivi qu il peut alerter en cas de situation anormale observée dans l habitat. e-one (EOS INNOVATION, Evry, 91) Pour l instant principalement utilisé dans le domaine de la sécurité ; le robot e-one a pour but de créer des solutions innovantes et adaptées afin de permettre l utilisation d un robot dans la vie quotidienne. Ses différents capteurs et caméras embarqués lui permettent d interagir et de communiquer dans des situations variées comme l accueil ou le service à la personne. e-one mesure 60 cm, pèse 10 Kg et a une autonomie de 4 heure. NAO Next Gen (ALDEBARAN ROBOTICS, Paris, 75) Aldebaran Robotics a lancé le robot Nao de la deuxième génération, nommé Nao Next Gen. Ce robot humanoïde est équipé d un logiciel de reconnaissance vocale, peut répondre à certains mots-clés dans une phrase ou une conversation, marcher et se relever facilement. Nao Next Gen est destiné à la recherche et l éducation, mais se destine également de plus en plus à des usages liés à l assistance aux personnes âgées, notamment pour détecter une silhouette tombée au sol et prévenir les secours. Acroban (FLOWERS-INRIA Bordeaux Sud-Ouest / LaBRI-Université Bordeaux1, Talence, 33) Acroban est un robot humanoïde, capable de locomotion dynamique semipassive, de mouvements «vivants et naturels», qui offre la possibilité de nouvelles interactions physiques fluides, intuitives et robustes entre l homme et le robot. Ce robot répond aux enjeux sociétaux comme le maintien à domicile des personnes âgées ; il peut être pris par la main et être dirigé, ses mouvements provo- 6

7 quent une illusion de vie et ses articulations deviennent des interfaces tangibles rendant l'interaction physique possible. PaPeRo (NEC, Japon) PaPeRo (pour Partener Personal Robot) est un robot de compagnie développé par NEC Corporation, une innovation japonaise conçue en partenariat avec l Université de Kyoto ainsi que l Université La Trobe à Melbourne. Un peu plus grand qu un aspirateur moyen, PaPeRo est destiné à la communication, notamment pour des personnes âgées. Il est capable de raconter des blagues, converser, se déplacer, se connecter à Internet et envoyer des images, ou encore rappeler une prise de médicaments. HOALOHA ROBOTICS (USA) & ROBOSOFT (Bidart, 64) Ces deux sociétés se sont dernièrement alliées pour concevoir de nouveaux robots d assistance pour améliorer le quotidien des personnes âgées. La mise en commun des expériences mutuelles vise à développer le design et la création de prototypes d une nouvelle génération de robots d assistance, en se concentrant sur la facilité d utilisation, l utilité, la sécurité et la capacité à être autonome, et à pouvoir agir en interaction avec l utilisateur. Robots ménagers Roomba (irobot, USA) Les robots aspirateurs Roomba fabriqués par irobot (SAV assuré en France par l entreprise Robopolis) sont capables de dépoussiérer une pièce de manière totalement autonome en contournant les différents obstacles grâce à des capteurs ultrasophistiqués. La dernière version apporte plus de confort en étant notamment moins bruyante et en fournissant une aspiration plus puissante. Toutes ces fonctionnalités sont susceptibles de faciliter le quotidien de tous dont les seniors. Scooba (irobot, USA) Le robot nettoyeur de sol navigue à travers chaque pièce pour nettoyer de manière efficace les parquets en bois vitrifiés, les carrelages et les linoléums. Le Scooba prépare, nettoie, brosse puis sèche les sols durs, en nettoyant tout le sol, au-dessous et autour des meubles et le long des murs et des armoires, tout en évitant automatiquement les tapis, les escaliers et autres descentes. Toutes ces fonctionnalités sont susceptibles de faciliter le quotidien de tous dont les seniors. Windoro (PIRO-Pohang Institute of Inteligent Robots, Corée du Sud) Le lave vitres Windoro fonctionne de manière autonome par le principe des aimants (magnétisme). Il est divisé en deux morceaux qui se mettent de chaque coté de la vitre. Le lave vitres Windoro est composé de deux robots reliés l un à l autre par un système magnétique, qui nettoient chacun son coté de la vitre, tout en détectant les obstacles sur les extrémités. Un dialogue s effectue entre les deux parties afin de pouvoir modifier la trajectoire et ainsi balayer la surface de la vitre. 7

8 Etat des lieux des acteurs, compétences et projets phares dans la Loire La robotique de service rhônalpine De nombreuses compétences indispensables en matière de robotique de service sont présentes en Rhône-Alpes. - Laboratoires de recherche publique : GIPSA Lab et l INRIA à Grenoble ; RCL de l INSERM et le LIRIS à Lyon - Entreprises de robotique de service : Robopolis, Pob-Technology, Domadoo - Entreprises de robotique industrielle : Staubli, Seb, Somfy - Pôles de compétitivité et clusters : Lyon Urban Trucks & Bus, Imaginove, ViaMéca, I-Care Cluster Dans la même veine, la région rassemble plusieurs typologies d industries nécessaires à la robotique : la plasturgie dans le bassin Oyonnaxien, les nanotechnologies dans le bassin Grenoblois, la mécanique dans le bassin Stéphanois et les logiciels en région lyonnaise. Pôles de référence Numélink Numélink est une association labellisée grappe d entreprises regroupant des entreprises issues du secteur numérique de la Région Rhône-Alpes. Elle a pour but de contribuer à structurer la filière des TIC, de la valoriser et de lui donner une lisibilité. Elle vise aussi à favoriser l innovation par l élaboration de projets communs et par la mutualisation des moyens. Ce cluster est impliqué dans le marché des seniors et a dernièrement organisé une conférence «Design moi un robot» à la Cité du design dans le cadre de l exposition design map. ViaMéca ViaMéca est le pôle de compétitivité mécanique qui couvre l espace central de la France ainsi que la région Rhône-Alpes. Le pôle développe un axe sur les véhicules spéciaux et est de fait concerné par la robotique de service industriel B to B. Projets de R&D Projet de recherche sur les robots musculaires Modèle d exosquelette d assistance à la locomotion. En partenariat avec le CETIM. Un brevet a déjà été déposé au nom d A.Belli et de l UJM (LPE), préalable à la version industrielle. Acteurs de la R&D CETIM Recherche en robotique industrielle. Pour en savoir plus 1 (Février 2011). «Portrait Robot, quand la métropole lyonnaise met en scène son énergie et son intelligence dans l univers des robots!», Direction de la Prospective du Grand Lyon Dossier complet Contacts Agence du Agence du Développement Economique de la Loire Chantal Hilaire, Directrice adjointe Ingénierie et Marketing Territorial / hilaire@adel42.com 8