La robotique progresse grâce à l’IA

Les défis et opportunités dans le secteur de la robotique industrielle

Malgré un intérêt grandissant pour la robotique industrielle, des problématiques fondamentales subsistent autour de la gestion des opérations et de l’automatisation des processus sur des environnements réseau hybrides et des systèmes hétérogènes.

Cependant, les progrès récemment effectués dans le domaine de l’intelligence artificielle (IA) et l’association de cette dernière avec de nouvelles technologies de communication (dont la 5G) participent à l’intégration de la robotique dans des infrastructures pilotées par logiciel dans le cadre des transformations numériques globales des organisations. Cette convergence de technologies crée de nombreuses opportunités en matière d’automatisation industrielle, ouvre la voie à des percées dans le domaine des transports, et offre une perspective de rendement sans précédent.

Pour étendre les cas d’usage de la robotique au sein d’environnements industriels tirant parti de l’Internet des objets (IIoT), il faut d’abord régler des problématiques techniques existant de longue date. Celles-ci incluent l’intégration d’une variété de composants à des réseaux hétérogènes ; l’utilisation de l’apprentissage automatique pour créer et exploiter des systèmes intelligents s’adaptant aux workflows ; et la mise en œuvre de services de communication réactifs et à faible latence afin d’interagir avec les systèmes robotiques en temps réel. La 4e révolution industrielle, plus connue sous le nom d’Industrie 4.0, profite du phénomène qu’est la transformation numérique, des offres de connectivité à très haut débit, des technologies de communication rapides comme l’éclair, des meilleures pratiques en matière d’IIoT et des technologies d’intelligence artificielle. Selon ABI Research et Ericsson, ces solutions devraient permettre de réduire les coûts d’exploitation de 8,5 %.2 Les organisations adoptant ces technologies ont une occasion idéale d’en tirer les avantages, à savoir des économies globales, davantage d’agilité dans le développement et le déploiement de logiciels, une intégration plus complète avec les systèmes et centres de profits existants, ainsi que des gains d’efficacité dans l’ensemble de leurs opérations

Accélérer les transformations numériques

Les progrès effectués au niveau des technologies utilisées par les entreprises ont favorisé une transition étendue, au-delà des robots industriels au cœur des processus de production.

La tendance est aujourd’hui aux robots collaboratifs dotés d’une intelligence artificielle, aux véhicules et drones autonomes, et à la multiplication des cas d’usage innovants. Les frontières entre activités humaines et capacités robotiques étant de plus en plus subtiles (ce qui nous permet de dépasser les limites des processus cloisonnés des robots industriels traditionnels), nous assistons désormais à l’émergence de nouveaux cas d’usage associant des activités et des méthodes de travail différentes, et basées sur une collaboration entre l’humain et la machine.

Les solutions Wind River® aident les organisations à accélérer leurs transformations numériques, à bâtir et soutenir leurs infrastructures critiques, et à mettre en place les technologies et l’expertise nécessaires au déploiement de solutions pour l’Industrie 4.0. L’edge computing et la 5G représentent des technologies complémentaires permettant de concrétiser la notion de périphérie intelligente.

L’intérêt croissant pour la modélisation de solutions conçues autour d’une intelligence artificielle (AI-first) montre qu’il est nécessaire de revoir la conception et le développement traditionnels d’outils robotiques industriels. Plutôt que d’adopter une approche où l’exploitation des machines existantes se voit essentiellement optimisée par l’intégration a posteriori de composants dotés d’une IA, le modèle AIfirst place l’intelligence au cœur du processus de conception, et donc des tâches à effectuer. L’accent est mis sur le développement de solutions combinant matériel et logiciels, afin d’utiliser efficacement l’apprentissage automatique et autres fonctions assistées par une IA, et d’effectuer les opérations avec davantage de rapidité, de fiabilité, de sécurité et de sûreté. Les solutions Wind River et leurs composants embarqués sur mesure offrent une feuille de route complète permettant de profiter des avantages et d’une valeur ajoutée supérieure de la robotique industrielle. Comme pour les transformations numériques, l’approche AI-first nécessite de revoir le mode de conception traditionnel — à savoir transformer les architectures pour répondre aux besoins des solutions tout au long de leur cycle de vie, plutôt que de se contenter de réorganiser et de modifier les solutions existantes.

L’essor du secteur de la robotique industrielle

Une variété de cas d’usage industriels profite d’ores et déjà de la convergence entre matériel et logiciel. C’est notamment le cas des infrastructures énergétiques intelligentes, des systèmes de navigation des véhicules autonomes ou encore de l’automatisation des processus grâce à la robotique. Ces avancées complexes autour de l’Industrie 4.0 nécessitent du contrôle, de la connectivité, et des composantes de sécurité conformes aux normes en vigueur, afin de déployer des systèmes fiables, intelligents et sûrs.

Découvrons les domaines de la robotique en plein essor grâce aux technologies émergentes :

Les véhicules autonomes : les systèmes essentiels (communication de véhicule à véhicule, navigation et autres technologies d’assistance aux conducteurs) bénéficient aujourd’hui de l’augmentation des stations de base destinées aux réseaux 5G, et des améliorations apportées aux technologies de communication.

L’automatisation des ateliers, des sous-stations électriques et des sites industriels : une nouvelle génération de robots mobiles intelligents (parfois appelés véhicules autoguidés) utilise des contrôles en temps réel et en boucle fermée pour effectuer des inspections, transporter des composants dans des entrepôts et accroître le rendement des processus de fabrication.

L’agriculture : des tracteurs sans pilotes et autres drones autonomes inspectent les terres agricoles, sèment des cultures, supervisent l’approvisionnement en eau et la santé des plantes, et s’occupent des récoltes.

Les exosquelettes : pour assister l’être humain dans des tâches exigeantes ou difficilement réalisables, les exosquelettes amplifient la force et la mobilité des ouvriers et leur permettent de soulever des équipements lourds en entrepôt, ou d’effectuer des tâches nécessitant une grande force physique.

L’optimisation des chaînes de montage : dans les secteurs de l’électronique et des transports, des robots prennent part à des activités telles que l’assemblage de pièces de produits, la manutention d’équipements lourds, le chargement et le déchargement d’objets lourds, la fabrication de circuits imprimés, ou le test et la validation de produits complets.

L’exploration de l’espace : les missions spatiales sans équipage et les robots mobiles (à l’image du rover Mars, équipé de VxWorks®) jouent un rôle clé dans l’exploration de l’univers, en cartographiant la surface des planètes, récupérant des données depuis des contrées lointaines du système solaire, et contribuant à développer nos connaissances sur les systèmes de la Terre et le dérèglement climatique.

Les opportunités offertes aux robots industriels dans les secteurs de la fabrication industrielle, des transports et de l’aérospatiale continueront d’augmenter avec la sophistication croissante de l’IA, et à mesure que la périphérie intelligente disposera de nouvelles technologies sur lesquelles s’appuyer (y compris les composantes essentielles proposées par Wind River).

Des contributions essentielles aux solutions robotiques de l’Industrie 4.0

L’Industrie 4.0 est un produit dérivé de la tendance mondiale aux transformations numériques. Elle s’appuie sur de nouveaux modèles d’architectures et des infrastructures définies par logiciel conçues à l’aide de composantes interopérables (nombre d’entre elles étant développées par Wind River).

Les utilisations les plus efficaces des ressources de calcul, réseau et de stockage sont obtenues grâce à la virtualisation, en créant un environnement flexible et réactif capable de s’adapter aux charges de travail et aux exigences spécifiques des processus.

Wind River Studio fournit un environnement qui intègre une plate-forme Cloud avec des capacités d’orchestration et d’analyse. Il permet aux fournisseurs d’équipement industriel de développer et d’intégrer dans leurs produits des communications 5G et des infrastructures Edge intelligentes. Cet environnement étendra la portée des solutions de l’IIoT ainsi que les fonctions, les opérations et les services de la robotique industrielle.

Au cœur de nombreux déploiements dans le domaine de la robotique industrielle, en particulier lorsque la sûreté de fonctionnement et la sécurité sont des paramètres essentiels, le RTOS VxWorks est utilisé dans une grande variété d’environnements reposant sur des infrastructures critiques. Ses composants peuvent accélérer la mise en conformité vis-à-vis des certifications réglementaires lorsqu’utilisées en combinaison avec des plateformes et autres éléments d’une infrastructure. Et pour répondre aux exigences industrielles les plus rigoureuses, VxWorks Cert Edition a été spécialement conçu pour les applications critiques en matière de sûreté de fonctionnement. VxWorks Cert Edition dispose également de preuves de certifications obtenues dans les domaines de l’industrie, de l’avionique et de l’automobile, le RTOS répondant en effet aux normes les plus rigoureuses définies par les autorités compétentes.