Construire des robots poids lourds pour YouTube : Sidemen Robot Wars
Comment les robots poids lourds de la vidéo Sidemen Extreme Robot Wars (Battle Bots) ont été construits à l'aide de composants d'une batterie
Ed Hodges, ingénieur robotique en chef de projet chez Labman Automation, parle de ses progrès rapides dans le domaine de la robotique de combat, qu'il ait créé une société universitaire sans aucune expérience préalable ou qu'il ait collaboré avec Andy Russell et Adam Hamilton pour concevoir et construire deux robots de 110 kg pour Sidemen, une énorme chaîne YouTube comptant plus de 21,1 millions d'abonnés.
Dans les 24 heures qui ont suivi la publication de la vidéo de Sidemen Extreme Robot Wars (Battle Bots), qui a été visionnée plus de 7 millions de fois, nous nous sommes entretenus avec Ed pour discuter de la participation de l'équipe au projet, en explorant quels composants de l'accu ont été utilisés pour construire les robots et en expliquant ce qu'il faut pour travailler dans le domaine de la robotique.
Développer des compétences en robotique compétitive en travaillant chez Labman Automation
« J'ai toujours été actif et j'ai adoré démonter des objets, au grand dam de ma mère », commente Ed, reconnaissant qu'il fabrique et construit des objets depuis aussi longtemps qu'il s'en souvienne.
Cette passion l'a amené à étudier un baccalauréat en conception et technologie de produits à l'université de Loughborough, où il a décidé de « se lancer tête première dans la robotique de combat », bien qu'il n'ait aucune expérience préalable dans ce domaine. « J'ai attrapé le virus après mon premier événement, organisé par les Bristol Bot Builders, et cela a depuis pris le dessus sur ma vie ! »
Labman Automation a découvert Ed par l'intermédiaire de la société lorsqu'elle l'a contacté pour lui proposer un parrainage. Il a fait l'éloge de leur approche visant à soutenir la prochaine génération d'ingénieurs, en commentant : « Labman est une solution idéale si vous souhaitez vous lancer dans l'ingénierie, en proposant une expérience professionnelle, des stages d'été, des stages d'une année dans l'industrie et des apprentissages, ainsi qu'en vous aidant à obtenir des diplômes ».
Finalement, cette opportunité les a amenés à lui proposer un poste de stage dans l'entreprise pour qu'il puisse terminer une année dans l'industrie. « C'était une opportunité incroyable qui m'a permis de faire passer mon addiction aux robots à un niveau supérieur, en construisant rapidement plusieurs robots lourds (pesant 110 kg) avant la pandémie. » Cependant, comme dans le reste du monde, cela a stoppé bon nombre de ses projets.
« En juillet 2021, je suis diplômé de Loughborough. Après avoir dirigé divers projets de moindre envergure au cours de mon année de stage, notamment la livraison et l'installation sans assistance d'un système complet à Shanghai, je suis retourné chez Labman en tant que chef de projet juste à temps pour accueillir notre premier concours de robotique de combat, FightFest ! »
Labman a construit l'arène de compétition spécialisée à l'épreuve des balles en utilisant une variété de matériaux conçus en aciers de différentes qualités, les « plaques de protection » étant fabriquées à partir d'une « plaque d'usure » très dure, tandis que les supports muraux ont été fabriqués à partir d'un acier de haute qualité pour pouvoir être pliés sur la presse plieuse CNC de Labman, supprimant ainsi d'innombrables heures de soudage lors du processus d'assemblage.
Ce concours a connu un énorme succès, étant ouvert à la fois aux employés de Labman et à des concurrents externes, tels que des étudiants et des constructeurs de robots amateurs. Le robot poids plume d'Ed, Kakute, utilisait une fraise à chenilles et était entraîné par des courroies dentées HTD 8M dotées d'un revêtement extérieur, ce qui, selon lui, lui conférait une excellente traction.
Le fait de se qualifier pour les demi-finales de la compétition FightFest avec Kakute a donné à Ed le goût de se mesurer aux meilleurs robots de leur catégorie, le tout dans une arène ultramoderne à l'épreuve des balles au siège de Labman dans le Yorkshire du Nord, au Royaume-Uni.
Comment l'équipe a été approchée par les YouTubeurs KSI et Sidemen pour construire des robots de combat
Pendant ses études à Loughborough, l'un des professeurs d'université d'Ed l'a mis en contact avec Andy Russell d'ARDesign Combat Robotics. « À ce moment-là, Andy étudiait le même diplôme que moi, l'année précédente. Il avait de l'expérience dans le moulage par injection et les projets de conception sur mesure en créant des robots Beetleweight et Featherweight. Il a également fait de nombreuses apparitions télévisées avec des robots Heavyweight qu'il avait conçus et construits. »
Andy a commencé à construire des robots avec son père quand il était très jeune. À partir de là, il a acquis plus de 15 ans d'expérience pratique en participant à de nombreuses émissions de télévision à travers le monde, notamment Robot Wars et This is Fighting Robots.
C'est lors d'un événement de réseautage que YouTuber KSI a rencontré Andy. Après avoir entamé une conversation sur les expériences d'Andy en matière de fabrication et de lutte contre des robots de combat, il a pensé que cela pourrait être une vidéo incroyable pour la chaîne Sidemen, un groupe britannique comptant plus de 13,8 millions d'abonnés en novembre 2021.
Après deux ans de retards dans le projet en raison de la pandémie, Andy a fait appel à Ed, ainsi qu'à son coéquipier Adam Hamilton de Team Immersion, pour l'aider à concevoir et à construire les deux robots de combat de 110 kg.
Ed se souvient qu'il a rencontré Adam par l'intermédiaire d'Andy, « ce qui m'a amené à rejoindre Team Immersion en 2019, juste avant de postuler pour la prochaine saison de Battlebots ».
Adam est un constructeur de robots autodidacte qui a commencé, comme beaucoup le font, avec des outils manuels dans son garage. « Depuis, il a développé toute son activité autour de la création de superbes machines utilisant des technologies CNC, telles que le fraisage, la découpe laser, le pliage et l'EDM (usinage par décharge électrique) », ajoute Ed, qui travaille désormais avec Adam sous la marque Immersion Engineering. Ils vont bientôt étendre leurs services en stockant des pièces que les constructeurs de robots du monde entier pourront acheter auprès d'eux.
Conception et construction des robots de combat lourds de 110 kg
Respect des délais serrés pour les dates de tournage
Leur équipe étant réunie et le projet ayant finalement reçu le feu vert, ils avaient un délai de 2 mois pour finaliser leurs conceptions et construire deux robots lourds de 110 kg avant le début du tournage.
« Comme de nombreuses pièces étaient fabriquées à l'étranger, l'annonce qu'Andy a reçue pour les dates de tournage ne laissait que très peu de temps pour l'assemblage final et les tests de ces robots », se souvient Ed. « Sur le chemin du retour d'un autre événement, alors que la voiture était déjà pleine de monde et d'outils, nous avons réussi à insérer *la plus* des pièces pour l'un des robots ! »
Pire encore, le lendemain du début de la construction, Ed a mal atterri alors qu'il faisait de l'escalade, se déchirant les ligaments du genou. « Cela a vraiment mis la pression, ce qui a nécessité un énorme effort d'équipe. Cela a également entraîné de nombreuses nuits tardives chez Labman, qui permet heureusement à ses employés d'utiliser des outils et des machines pour des projets personnels, ce qui était incroyable. »
Approvisionnement des composants nécessaires à la construction des robots
« J'utilise les composants d'Accu depuis mon projet de conception et de technologie GCSE. Leurs entretoises en nylon maintiennent toujours les parties de mon bureau ensemble ! » Ed raconte, en tant que client de longue date d'Accu.
« Je préfère Accu aux autres sources, car je peux compter sur des composants de haute qualité qui arrivent quand j'en ai besoin, généralement le lendemain. Chez Labman, nous nous tournons généralement vers Accu pour les boulons inhabituels, tels que les longueurs, les finitions et les matériaux non standard, mais nous achetons également des entretoises, des roulements, des courroies et des poulies. »
Lors de la construction des robots pour ce projet, les composants clés fournis par Accu comprenaient les boulons à épaulement M10 et M16, utilisés à la fois pour la transmission des armes et la transmission de l'entraînement entre les deux robots.
Andy a ajouté : « J'aime les utiliser comme arbres de transmission pour réduire les coûts et effectuer des travaux d'usinage personnalisés dans la mesure du possible. Les boulons à épaulement d'Accu étant fabriqués dans un matériau de haute qualité avec une finition de surface rectifiée de précision, les roulements s'adaptent bien. »
Ed explique ce choix en disant qu' « il est assez courant d'utiliser un boulon à épaulement comme « arbre mort » (un arbre fixe qui permet une rotation libre autour de celui-ci) pour les transmissions. En effet, ils offrent une surface adaptée aux bagues et aux roulements, tout en étant faciles à fixer à la plaque de montage. Il s'agit pratiquement de la seule solution disponible sur le marché pour ce type d'application. »
Un autre composant fourni par Accu était les circlips externes de 8 mm utilisés pour retenir les engrenages des 8 arbres du moteur qui alimentent l'ensemble du bot. Pour The Tenderizer, cela comprenait le 4x4 ainsi que l'arme à marteau, qui nécessitaient chacun 4 moteurs pour fonctionner. « Nous avons utilisé les plaques de montage des contrôleurs de moteur que je fabriquais sur la scie à ruban pour fixer les contrôleurs au châssis à l'aide de supports antivibrations. »
L'équipe a utilisé des nutstrips, un composant populaire pour les constructeurs de robots, pour assembler les deux robots. Ces bandes de métal sont dotées de trous filetés pour fixer les panneaux ensemble à angle droit. Les vis mécaniques à tête ronde M6 d'Accu sont utilisées pour les petits écrous et les boulons à tête ronde M10 sont utilisés pour les installations avec de grandes bandes d'écrous.
Ed a fait confiance aux composants d'Accu pour toute une gamme de constructions de robots, qu'il s'agisse d'Ember, son premier robot poids lourd après la compétition Labman's FightFest, ou de robots compétitifs Immersion et Abrasion. Il a déclaré : « nous avons dépensé environ 600£ rien que pour Bolts, dont environ 50 % pour Accu ! »
Comme une grande partie de leur travail tourne autour de la modélisation CAO au stade de la conception et du prototypage sensibles au facteur temps, Ed a souligné qu'il est extrêmement important que tous les composants soient modélisés avec précision. « C'est une autre raison pour laquelle j'aime utiliser Accu, car ils ont toutes les dimensions requises pour chaque composant, à l'aide de diagrammes clairs. Cela m'aide vraiment à m'assurer qu'il n'y aura pas de problèmes imprévus. »
Compte tenu du délai d'exécution rapide entre la modélisation et la construction des robots, il était important que les composants dont l'équipe avait besoin soient livrés rapidement pour permettre la construction et les tests à temps avant le tournage de la bataille.
Ed a ajouté que le fait d'avoir AccuPro sur son compte, le service de livraison express d'Accu, était « très pratique pour respecter les délais serrés », soulignant que « même les plus petits retards peuvent avoir un impact considérable sur le calendrier d'un projet car il perturbe le chemin critique ».
Finalisation des robots de combat prêts pour le tournage de la vidéo de combat
L'équipe a conçu et construit deux robots de combat pour Sidemen, nommés « The Tenderizer » et « The Golden Daddy » lors de la première rencontre filmée de Sidemen avec Andy, au cours de laquelle ils ont examiné les modèles potentiels de leurs robots en leur donnant un bref aperçu des avantages et des inconvénients de chaque modèle.
Une équipe ayant choisi un marteau contondant pour The Tenderizer et l'autre un disque rotatif pour The Golden Daddy, Andy et l'équipe ont dû relever le défi de créer deux robots dotés de systèmes d'armes très différents. En réponse à cela, Andy s'est concentré sur la conception et la construction du Golden Daddy, tandis qu'Adam et Ed se sont concentrés uniquement sur la réalisation de The Tenderizer.
Ed commente que « la tête du marteau pèse plus de 4 kg, tandis que le disque rotatif pèse plus de 25 kg, mais les deux sont alimentés par 4 moteurs produisant 18 ch. La différence de poids permet au marteau de s'actionner instantanément, tandis que le disque rotatif dépend de la puissance constante pour faire tourner progressivement l'arme. »
Comment Labman soutient le programme STEM Ambassador
En tant que chef de projet spécialisé en mécanique chez Labman Automation, Ed supervise une gamme de projets, soulignant qu'il réalise de nombreux projets de validation de concept, qui sont des « projets à petite échelle visant à tester des parties d'un système avant de concevoir un système complet ».
Avec ses principales responsabilités, notamment l'approvisionnement en composants et la garantie que les pièces critiques sont livrées dans les délais et dans leur intégralité par les principaux fournisseurs, Ed était bien équipé pour se procurer des fixations et du matériel pour le projet vidéo du robot de combat Sidemen.
« Pour la plupart des systèmes Labman, nous travaillons souvent sur des systèmes uniques et sur mesure, ce qui signifie que nous sommes moins préoccupés par la viabilité commerciale et la fabrication à grande échelle et que nous avons tendance à nous concentrer sur l'optimisation des performances », note Ed, soulignant que son expérience de conception de systèmes et de supervision de l'assemblage et des tests a joué un rôle clé dans le respect des délais de production présentés à l'équipe afin de préparer le projet pour le tournage prévu en novembre 2021.
Dans le cadre de son travail quotidien chez Labman, Ed est également très impliqué dans le programme des ambassadeurs STEM, soutenu par l'entreprise. Il a indiqué que FightFest et le défi de construire des robots de combat à partir de zéro constituent d'excellentes opportunités pour les futurs ingénieurs et étudiants d'acquérir les compétences nécessaires pour réussir dans l'industrie de la robotique, tout en démontrant leur désir de passer un bon moment avec l'ingénierie.
Merci tout particulièrement à Ed Hodges, Andy Russell et Adam Hamilton ainsi qu'à l'équipe des médias de Labman Automation pour leurs idées et leurs contributions à cet article invité.