Baxter Robot Research Prototype

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Le robot Baxter

Le robot Baxter, un robot collaboratif

Le robot Baxter a été créé par la société Rethink Robotics, fondé par Rodney Brooks, célèbre directeur du laboratoire d'intelligence artificielle du MIT pendant 10 ans et co-fondateur de la société IRobot. Le robot Baxter est emblématique de la nouvelle vague des robots collaboratifs ou cobots. 

La robotique collaborative consiste à penser des robots de manière à ce qu'ils travaillent au contact et en collaboration avec l'homme, au contraire des robots industriels classiques qui automatisent une tâche sur une chaine de production mais qui n'interagissent pas avec l'homme durant le processus. 

Un robot collaboratif est donc moins rapide que les robots industriels traditionnels et est "compliant", c'est à dire que ses mouvements sont élastiques, non dangereux pour l'homme et plus proches de ce que l'on trouve dans la nature.

L'idée de la robotique collaborative est plutôt que de réaliser une seule tâche en permanence, ce qui est le cas d'un robot industriel classique, le robot collaboratif devra pouvoir réaliser plusieurs petites tâches différentes dans une même journée, à différents endroits dans l'entreprise tout en interagissant avec les personnes sur la chaine de production. C'est une toute nouvelle manière de concevoir la robotique industrielle, particulièrement adaptée aux petites entreprises qui n'ont pas le volume suffisant pour automatiser une tâche mais qui gagneront en productivité si l'on peut automatiser plusieurs tâches à faible valeur ajoutée.

La version recherche et éducation du robot Baxter

Le robot Baxter proposé ici est la version recherche et éducation. Par rapport à la version "manufacturing", la seule différence est le logiciel qui est embarqué. En effet, la version recherche et éducation du robot Baxter est livré avec un SDK compatible ROS, tandis que la version manufacturing est livré avec un logiciel de production réalisé par Rethink Robotics.

Le robot Baxter pourra avantageusement être utilisé comme support de nombreux projets de recherche ou d'éducation tels que l'interaction homme-robot, la robotique collaborative, la planification, la reconnaissance et manipulation d'objet, l'informatique, les sciences cognitives, etc.

Le robot Baxter constitue une solution de choix pour la conception de l'usine du futur et à ce titre, est particulièrement adapté pour les départements R&D des entreprises qui désirent investiguer ce domaine de la robotique collaborative.

Les points forts du robot Baxter

En tant que robot collaboratif, le robot Baxter est :

• Sûr : il ne nécessite pas d'être isolé dans une cage et peut travailler avec l'homme dans son environnement immédiat.
• Facile à utiliser : Baxter a été conçu avec les technologies de la robotique de service et la prise en main et la programmation du robot Baxter à l'aide du SDK ROS est facile.
• Très avantageux au niveau du prix : dès le départ le robot Baxter a été conçu avec un objectif de tarif très peu élevé sans pour autant diminuer la qualité. Le prix de vente du robot Baxter représente la moitié d'une solution comparable traditionnelle. 

Caractéristiques techniques du robot Baxter

Les caractéristiques techniques du robot Baxter sont les suivantes:

• Degrés de liberté : 7 DOF (pour chacun des 2 bras )
• Portée max. par bras : 1210 mm
• Charge utile : 2.2 kg dans chaque bras
• Poids : 75 kg sans plate-forme mobile, 139 kg avec plateforme (option)
• Répétabilité : ± 0.2 mm
• Vitesse max. : 3.6 km/h
• Caméra dans chaque bras
• Connexions d’alimentation pour l’utilisateur : 90-264V
• Système d’exploitation : Intera, SDK compatible ROS
• Indice de protection : IP50

Rethink Robotics propose deux préhenseurs (end effector) possibles pour les bras du robot Baxter :

• Une pince électrique de taille variable
• Un préhenseur pneumatique (par succion)

Ces deux effecteurs sont proposés en tant que produits additionnels au robot Baxter et ne sont pas inclus par défaut, vous laissant le choix des préhenseurs sur votre robot. Rethink Robotics fournit toute la documentation technique (mécanique et logicielle) pour créer son propre préhenseur. Il vous est donc possible de créer votre propre préhenseur pour Baxter ou bien d'adapter un préhenseur existant.

Téléchargez la brochure au format PDF du robot Baxter :

Qu'est ce qui est livré avec le robot Baxter ?

Le robot proposé ici est proposé sans le piédestal et sans effecteur (pinces). Vous devez ajouter ces éléments si vous ne les possédez pas.

La version Recherche et éducation se programme à l'aide d'un SDK ROS

La version recherche et éducation du robot Baxter se différencie de la version "manufacturing" uniquement par le logiciel. Si les deux versions utilisent un même cœur logiciel sous-jascent, la version recherche et éducation se programme en ROS à l'aide d'un SDK ROS fonctionnant au dessus de ce coeur logiciel. 

Le SDK ROS, bien documenté, est fourni avec Baxter Research. Un nœud ROS master tourne sur Baxter qui publie toutes les informations d'état du robot, les informations retournées par les moteurs (position, couplehttps://static.generation-robots.com.), les transformées, les informations de diagnostics, les données capteurs et qui permet de recevoir les ordres de pilotage d'un programme ROS distant tournant sur un PC connecté à Baxter. 

Ce programme ROS sur PC permet de piloter Baxter et ainsi de bâtir un comportement performant à l'aide de toutes les librairies ROS souhaitées.

L'ensemble des utilisateurs de la version recherche et éducation de Baxter interagissent sur un forum privé, animé par Rethink Robotics et ses partenaires, notamment Génération Robots. En tant qu'utilisateur Baxter, vous interagirez ainsi avec vos semblables dans le monde entier et notamment des universités prestigieuses telles que le MIT.

Cas d'utilisation du robot Baxter Research

MIT

Le Marine Robotics Group du MIT utilise Baxter pour faire de la reconnaissance et de la manipulation d'objet. John J. Leonard, professeur de mécanique au MIT commente ainsi l'arrivée de Baxter : "Nous avons 'recruté' Baxter et l'avons équipé d'un capteur de profondeur X-Tion ASUS, semblable à la Kinect, afin que Baxter se déplace de manière autonome dans une pièce, scanne des objets, apprenne à les reconnaitre et développe des stratégies de manipulation des objets."

"Le robot nous évite la partie fastidieuse de scanning des objets et nous permet de nous focaliser sur le cœur de nos recherches."

WPI

Le robot Baxter est utilisé au sein du Robotics Engineering program, programme de formation universitaire de premier degré du Worcester Polytechnic Institute aux Etats-Unis. Le WPI utilise Baxter dans le but de moderniser un cursus de robotique industrielle existant auparavant. Ce cours constitue une introduction aux systèmes de production robotisés. Le même robot Baxter sera utilisé par le WPI pour ses enseignements de niveau Master et notamment l'étude des nouveaux types de préhension.
Prof. Michael A. Gennert, directeur du Worcester Polytechnic Institute commente l'arrivée de Baxter au sein de son université : " Baxter est particulièrement bien adapté aux activités de recherche au travers de son SDK qui est open-source et basé sur ROS."

"Nos étudiants de 1er et 2nd cycle apprennent ROS dans leurs cours et l'utilisent déjà dans leurs projets et sont donc capables de développer des programmes pour Baxter."

Tufts

William C. Messner, Directeur du département de mécanique à l'université Tufts explique son choix de Baxter : "La raison première de notre choix du robot Baxter est son faible coût comparé à ce qui est proposé, le fait qu'il soit sûr ainsi que notre capacité à accéder aux moteurs et capteurs du robot au travers du SDK ROS qui est fourni.
Tufts University propose un cursus original à la croisée de la robotique et des sciences cognitives et a, à ce titre, de grandes ambitions pour le robot Baxter dans son cursus. Le cours Human Factors Engineering program explore les interactions entre l'homme et le robot lorsque ceux-ci travaillent à proximité l'un de l'autre et examine en particulier l'allocation possible de tâches maximisant la performance globale.