Robots IA : bases technologiques, types et avantages

En fait, les robots sont une vieille histoire. En 1954 déjà, George Devol a inventé le premier robot industriel, qui a ensuite fait ses débuts en 1961 chez General Motors pour le prélèvement et la séparation de pièces moulées par injection. Avec le développement rapide des l'intelligence artificielle le sujet fait actuellement l'objet d'une attention renouvelée, comme dernièrement lors du salon Automatica en juin 2023 à Munich.

Lorsque l'on parle de robots IA, beaucoup de gens pensent à des robots pour la maison, comme les robots aspirateurs d'iRobot et de Xiaomi ou les robots éducatifs pour enfants comme Miko et ROYBI. Dans notre article, nous nous concentrons toutefois sur les modèles utilisés par les entreprises dans l'industrie et les services. Nous vous montrons quels types de robots IA sont déjà disponibles sur le marché, où et comment ils sont utilisés et combien ils coûtent. Nous expliquons également les avantages que les robots IA apportent aux entreprises et les défis qu'elles doivent relever lors de leur utilisation.

L'essentiel en bref

• Les robots IA sont des robots qui utilisent l'intelligence artificielle pour effectuer des tâches qui étaient auparavant prises en charge par les humains.
• Les types courants de robots IA sont, entre autres, les robots mobiles autonomes et les cobots.
• Les éléments technologiques porteurs des robots d'IA sont par exemple l'apprentissage automatique et le traitement du langage naturel (Natural Language Processing).
• Les entreprises travaillent plus efficacement avec des robots IA et obtiennent une meilleure qualité de produit.
• Konfuzio dispose de robots d'intelligence artificielle numériques qui vous permettent d'optimiser et d'automatiser des processus documentaires complexes. Parlez dès maintenant à l'un de nos experts !

Que sont les robots d'intelligence artificielle ?

Un robot est un dispositif mécanique programmé pour exécuter des tâches automatiquement. Il s'agit souvent de tâches qui sont normalement effectuées par des humains. Un robot fonctionne soit de manière autonome, soit sous le contrôle de dispositifs externes ou de personnes. Le terme robotique décrit le domaine spécialisé qui s'occupe du développement, de la construction et de l'utilisation de robots. 

Cela signifie que les robots IA sont des robots qui intelligence artificielle (IA) pour comprendre, apprendre et exécuter des tâches.

Ils sont équipés d'algorithmes et de technologies informatiques qui leur permettent de développer des capacités semblables à celles des humains, telles que la perception, la prise de décision, la reconnaissance vocale et la résolution de problèmes.

Les entreprises utilisent des robots dotés d'une intelligence artificielle dans différents domaines, notamment la production industrielle, les soins de santé, les transports, l'espace, le divertissement et la maison. Les modèles avancés agissent de manière autonome, s'adaptent à différentes situations et exécutent des tâches semblables à celles des humains, souvent même dans des environnements complexes et changeants. 

Les robots IA utilisent différentes technologies, telles que des caméras 2D/3D, des capteurs de proximité, des capteurs de vibration et des accéléromètres, pour enregistrer d'innombrables données de mesure qu'ils analysent et auxquelles ils réagissent en temps réel. Ils sont "intelligents" grâce à une large gamme de systèmes et d'algorithmes qui leur permettent d'imiter les capacités avancées des humains. Il s'agit entre autres de Apprentissage automatique, réseaux neuronaux et Vision par ordinateur. 

Robots IA dans l'industrie

L'intelligence artificielle et les robots ne sont plus une exception, surtout dans les domaines de la logistique, de la production et de l'assemblage. Les entreprises utilisent différentes formes de robotique pour différents objectifs et tâches. Voici quelques-uns des types de robots avec IA les plus répandus :

Robots mobiles autonomes (AMR)

Les robots mobiles autonomes (AMR) sont capables de se déplacer de manière indépendante dans leur environnement et d'exécuter des tâches sans intervention humaine. Ces robots IA sont équipés de capteurs, d'actionneurs et de logiciels avancés qui leur permettent de percevoir leur environnement en temps réel et de prendre des décisions. Pour ce faire, ils disposent notamment de caméras 3D, de capteurs LiDAR (Light Detection and Ranging), d'infrarouges et d'ultrasons qui leur permettent de collecter des informations, de les analyser et de s'adapter ainsi aux situations. Contrairement aux robots industriels traditionnels, qui sont souvent montés dans des positions fixes, les AMR se déplacent librement dans des environnements dynamiques.

Les entreprises utilisent les RAM dans différents domaines, comme la logistique, les entrepôts, la fabrication, les soins de santé et l'agriculture. Les RAM y assurent des tâches telles que le transport de marchandises, l'alimentation en matériel des chaînes de production, le contrôle des inventaires, la désinfection des locaux dans le secteur de la santé et la récolte des produits agricoles.

Le prix des robots autonomes varie fortement en fonction des fonctions et des exigences spécifiques. Les fournisseurs d'AMR sont par exemple Baumüller et Génération Robots. 

Robot articulé 

Les robots articulés, également connus sous le nom de bras robotisés ou de robots industriels, sont des dispositifs mécaniques dotés d'articulations et de bras que les entreprises utilisent pour effectuer différentes tâches dans des environnements industriels. Ces bras robotisés sont conçus pour effectuer des mouvements semblables à ceux de l'homme. Cela signifie qu'ils sont capables de saisir, de soulever, de tourner et de positionner des objets. Pour ce faire, ils disposent entre autres de capteurs d'images et de systèmes de commande avancés par IA, ainsi que de plusieurs articulations reliées entre elles, qui permettent des mouvements dans différentes directions. Des moteurs ou des actionneurs entraînent les articulations, de sorte que les bras des robots se déplacent avec précision. 

Les entreprises utilisent souvent les robots articulés dans l'industrie manufacturière pour automatiser les tâches répétitives, comme l'assemblage de produits, la manipulation de matériaux, le soudage, la peinture et l'emballage.

Cela permet d'augmenter l'efficacité de ces processus. En outre, les robots dotés d'une intelligence artificielle trouvent des applications dans la médecine, l'espace, la recherche et l'industrie du divertissement. 

Les robots articulés sont généralement plus chers que les AMR, car ils effectuent des tâches plus complexes. Les fournisseurs sont par exemple Igus et Génération Robots. Les prix des robots articulés d'Igus commencent à environ 2.700 euros pour un bras robotisé à quatre degrés de liberté et vont jusqu'à un peu plus de 4.000 euros pour un modèle à cinq degrés de liberté.

Cobots

Les cobots, également connus sous le nom de robots collaboratifs, travaillent avec des humains. Contrairement aux robots industriels traditionnels qui opèrent dans des environnements cloisonnés sans intervention humaine, les cobots sont conçus pour travailler en toute sécurité dans un environnement partagé avec des humains - sans qu'une barrière protectrice ne soit nécessaire.

Les cobots sont équipés de différents capteurs qui détectent les personnes et leurs mouvements.

Les robots d'IA sont également capables de réagir au langage et aux gestes humains, sans avoir besoin d'être formés par des employés.

Dans la pratique, les cobots assistent les travailleurs humains dans leurs opérations, se chargent des tâches répétitives ou dangereuses et augmentent ainsi l'efficacité sur le lieu de travail. Les entreprises utilisent des cobots dans différents secteurs, de la fabrication et de l'assemblage à la logistique, en passant par la santé et la recherche. 

Le coût des cobots varie en fonction du modèle et des fonctions. Les fournisseurs de robots d'intelligence artificielle sont Universal Robots et Igus. Les prix des cobots d'Igus commencent à un peu moins de 3.000 euros.

Des robots IA dans le service

Dans le domaine des services, les entreprises utilisent la robotique avec intelligence artificielle principalement dans les secteurs de la santé, du commerce de détail et de l'hôtellerie. Ces robots d'intelligence artificielle en sont trois exemples frappants :

Robots dans le domaine de la santé (robots de soins)

Les robots de soins sont utilisés dans les établissements de soins pour aider les travailleurs à s'occuper des patients. Le robot "Paro" en est un exemple. Paro est un robot thérapeutique en forme de phoque qui est utilisé en Allemagne pour apporter un soutien émotionnel aux patients atteints de la maladie d'Alzheimer. Paro reconnaît les émotions, réagit au toucher et a un effet apaisant sur les patients. Il coûte environ 4000 euros. 

Robots de service en magasin

Les robots de service dans le commerce de détail répondent aux questions des clients, fournissent des informations sur les produits et indiquent le chemin vers certains produits. De cette manière, ils améliorent l'expérience client. Un exemple d'intelligence artificielle et de robotique dans ce domaine est le robot IA "Pepper". Il est interactif, reconnaît les émotions humaines et réagit aux demandes des clients. Selon les exigences, Pepper coûte entre 5.000 et 20.000 euros.

Robot de service hôtelier

Les robots de service hôtelier aident les clients dans différentes tâches, comme l'enregistrement et le départ, la distribution des cartes-clés des chambres et la livraison de serviettes ou d'autres articles nécessaires. Les robots IA de l'hôtel "Henn na Hotel" au Japon en sont un exemple. Ils assurent le bon déroulement des activités de l'hôtel. D'autres fournisseurs de robots de service hôtelier sont Sebotics et Robotise. Les prix exacts sont disponibles sur demande.

Éléments technologiques porteurs des robots IA

Pour que les robots IA puissent agir de manière "intelligente", ils sont généralement équipés des technologies d'avenir suivantes :

Apprentissage automatique

L'apprentissage automatique permet à la robotique IA d'apprendre de manière autonome à partir de données et de prendre ainsi des prédictions et des décisions. Pour ce faire, les robots utilisent des données en temps réel et des informations contextuelles pour développer de nouvelles voies d'apprentissage et fonctions. Plus les robots reçoivent de données, mieux ils agissent et réagissent dans les situations. Le robot humanoïde développé au Centre aérospatial allemand (DLR) a récemment montré à quoi cela pouvait ressembler dans la pratique. "Justin". Lors du salon de la robotique "Automatica" de cette année, celui-ci a fait tourner un cube avec la dextérité d'un humain - sans qu'on lui ait appris à le faire.

Le robot IA avait développé de manière autonome la solution pour la manipulation du cube.

Cela est dû à ce que l'on appelle le "deep reinforcement learning" - une combinaison de "deep learning" et de "deep reasoning". Apprentissage par renforcement - ce qui nous amène au prochain pilier technologique :

Apprentissage profond / Apprentissage par renforcement profond

Le deep learning est un sous-domaine du machine learning qui repose sur des réseaux neuronaux artificiels à plusieurs couches (deep neural networks). Ces réseaux sont capables de reconnaître et d'assimiler des modèles complexes à partir de grandes quantités de données. En d'autres termes, avec le deep reinforcement learning, les robots apprennent à prendre des décisions optimales de manière autonome en interagissant avec leur environnement. Dans le cadre d'un processus d'essai et d'erreur, ils reçoivent des récompenses et des punitions pour leur comportement. En d'autres termes, le deep (reinforcement) learning apprend aux robots à apprendre de manière autonome et à prendre des décisions par eux-mêmes.

Traitement du langage naturel (NLP)

Le Natural Language Processing (NLP) est un domaine de l'intelligence artificielle qui permet aux robots de comprendre, d'interpréter et de réagir au langage humain en temps réel. Le NLP se base sur une combinaison de règles linguistiques et de modèles statistiques. Pour ce faire, la technologie décompose les données textuelles en tokens, c'est-à-dire en mots ou en phrases isolés. Elle analyse ensuite ces jetons pour comprendre les structures et les relations grammaticales. Cela se fait à l'aide d'algorithmes basés sur l'apprentissage automatique et qui traitent de grandes quantités de données textuelles afin d'identifier des modèles. Dans la pratique, les humains pilotent ainsi les cobots déjà évoqués. Et : les robots IA interagissent avec les clients dans le cadre du service ou traduisent automatiquement des langues. 

IA conversationnelle

Conversational AI utilise des données situationnelles et contextuelles, NLP et Machine Learning pour optimiser l'interaction entre les robots IA et les humains. Pour ce faire, les robots saisissent le dialogue à chaque interaction, le traitent, y réagissent - et apprennent de la réaction de leur interlocuteur pour la prochaine interaction. IA conversationnelle aide surtout les AMR à collaborer plus efficacement avec les humains. En outre, la technologie aide les robots dans le service à la clientèle. C'est ce qu'a montré par exemple la chaîne de restauration rapide Lee's Famous Chicken Restaurants dans l'Ohio aux États-Unis, lorsqu'en raison d'un manque de personnel, elle a utilisé une solution d'IA conversationnelle pour servir les clients en drive-thru.

Cas d'utilisation de l'IA robotique chez l'entreprise de commerce électronique Otto

Le groupe Otto a récemment montré que les robots dotés d'une intelligence artificielle avancée sont déjà planifiés par les grandes entreprises. Il a commandé plus de 100 robots IA de la startup californienne CovariantCes robots seront chargés de la confection des marchandises. Pour commencer, huit robots seront installés sur les sites de Haldensleben (Saxe-Anhalt) et Altenkunstadt (Bavière). Pour commencer, ils devront assembler et emballer les produits des différentes commandes. Mais cela ne s'arrêtera pas là.

Otto a déjà défini 300 champs d'application possibles pour l'utilisation des robots avec l'IA.

Nous verrons au fil du temps ce qu'il en sera exactement. Otto intègre la robotique et l'IA dans ses processus pour deux raisons principales : D'une part, la logistique doit être organisée de la manière la plus rentable possible. Les robots permettront ici d'optimiser les processus. Et d'autre part, l'utilisation de robots IA est due au manque de main-d'œuvre. Otto est donc arrivé à la conclusion que l'IA sera à l'avenir un facteur de réussite essentiel dans la logistique.

6 avantages décisifs des robots d'intelligence artificielle pour les entreprises

Les possibilités technologiques disponibles et leurs domaines d'application dans différents secteurs le montrent : Les entreprises génèrent des avantages concurrentiels importants grâce à l'intelligence artificielle et aux robots. Quelles sont les améliorations apportées par la robotique IA dans le détail ?

Augmentation de l'efficacité et réduction des coûts

Les robots intelligents automatisent les tâches répétitives et chronophages. Ils les exécutent sans intervention humaine ou presque. Cela rend les processus plus efficaces et réduit ainsi les coûts de production. Par exemple, les fabricants utilisent des robots dans la production automobile pour des processus d'assemblage précis, ce qui permet d'obtenir des résultats plus rapides et plus cohérents.

Amélioration de la qualité

Les robots dotés d'une IA contrôlent les produits à la recherche de défauts et détectent même les plus petits d'entre eux. Cela améliore la qualité des produits. Dans ce contexte, les entreprises utilisent souvent la robotique intelligente très tôt dans le processus de fabrication afin de détecter et d'éviter les défauts à temps. Dans l'industrie électronique, par exemple, les entreprises utilisent des robots équipés de systèmes de caméras pour inspecter les produits au niveau microscopique et garantir ainsi les normes de qualité les plus élevées.

Optimisation de la gestion des stocks

Les robots dotés d'une intelligence artificielle optimisent les processus de stockage en organisant les rayonnages et en transportant les marchandises de manière autonome. Cela réduit considérablement le besoin de travail manuel en entrepôt. De grandes entreprises comme Amazon utilisent par exemple des robots autonomes dans leurs entrepôts afin d'améliorer la gestion des stocks et d'accélérer les délais d'expédition.

Minimisation des temps d'arrêt

Les robots dotés d'une IA analysent les données des capteurs afin de prédire l'état des machines et d'indiquer à temps les besoins de maintenance. Grâce à cette maintenance préventive, les entreprises minimisent les temps d'arrêt imprévus, ce qui garantit la productivité et la continuité des opérations. 

Adaptabilité et flexibilité

Les robots IA sont capables de passer rapidement d'une tâche à l'autre et de répondre aux besoins de production, ce qui augmente la capacité d'adaptation d'une entreprise. En d'autres termes, les entreprises organisent leur production de manière plus flexible. Prenons l'exemple d'une entreprise automobile qui produit à la fois des berlines et des SUV sur la même ligne de production. Avec les méthodes traditionnelles, l'entreprise devrait réorganiser la ligne de production à chaque fois qu'elle change de modèle de voiture, ce qui lui coûte du temps et des ressources. Avec les robots IA, le constructeur passe d'un modèle à l'autre de manière transparente, car les robots sont capables d'adapter rapidement leurs tâches. Cela augmente considérablement la flexibilité et l'efficacité de l'entreprise.

Une plus grande sécurité au travail

Les robots dotés d'une intelligence artificielle effectuent des tâches dangereuses, exigeantes ou complexes qui présentent des risques ou des contraintes importantes pour les humains. Ainsi, ils soulèvent de lourdes charges dans les usines ou travaillent dans des environnements à haute température. Un exemple concret est l'utilisation de la robotique avec intelligence artificielle dans le traitement des métaux. Les robots y effectuent des travaux de soudure avec une grande précision. Les employés ne sont donc pas exposés à des risques de brûlures ou d'autres blessures.

4 Défis de la robotique d'intelligence artificielle

Pour mettre en œuvre les avantages mentionnés, les entreprises ont besoin d'une intelligence artificielle et d'une robotique à la pointe de la technologie. Ces quatre piliers constituent un défi :

Exigences élevées en matière d'IA 

Pour que les robots puissent effectuer des tâches jusqu'ici en grande partie réalisées par des humains, ils ont besoin d'une IA qui combine harmonieusement les technologies d'avenir que sont le Machine Learning, le Deep Learning, le NLP, l'IA conversationnelle et la vision par ordinateur. Ce n'est qu'ainsi que les robots IA seront en mesure non seulement de comprendre des ordres simples, mais aussi de traiter de manière fiable les contextes et les nuances, puis de les exécuter mécaniquement.

Complexité de l'intégration

L'intégration de la robotique avec intelligence artificielle dans les lignes de production existantes est complexe et nécessite des solutions sur mesure pour assurer une communication fluide avec d'autres machines et systèmes ainsi qu'avec les personnes. Dans ce cas, il est donc important d'adapter l'intelligence artificielle et la mécanique des robots aux exigences individuelles - par exemple dans l'entrepôt ou le montage. 

Besoin d'expertise

Pour interagir avec les robots d'intelligence artificielle, les collaborateurs ont besoin d'une formation. Ils acquièrent ainsi les connaissances techniques spécifiques nécessaires pour travailler efficacement et en toute sécurité avec les machines. Les entreprises doivent donc planifier avec précision non seulement l'intégration de la robotique, mais aussi la préparation des employés à cette nouvelle méthode de travail.

Aspects de sécurité

La collaboration entre les employés humains et les robots dotés d'une IA nécessite des protocoles de sécurité stricts afin d'éviter les accidents et de protéger l'intégrité physique des employés. Pour ce faire, les entreprises doivent mettre en œuvre des systèmes de sécurité de pointe, tels que des capteurs et des caméras permettant une surveillance en temps réel. Elles doivent également mettre en place des politiques de sécurité claires afin d'informer les employés des risques et des pratiques de travail sûres liés à l'utilisation des robots. 

Konfuzio, un partenaire performant pour les robots d'intelligence artificielle numériques

Sous l'impulsion de robots d'intelligence artificielle avancés, de nombreux secteurs connaissent actuellement une petite révolution. L'époque où les robots se contentaient d'effectuer des tâches mécaniques est toutefois révolue. En effet, aujourd'hui, les robots n'ont plus besoin de se présenter sous forme de machines pour être intégrés dans les processus humains. Dans des domaines d'application autres que la fabrication de matériaux, ils assistent les entreprises en tant que logiciels intelligents (avec IA) dans les processus numériques. Par exemple, dans les conversations avec les clients menées par des chatbots, un "robot" parle avec les humains. Et dans le traitement automatisé des documents, un robot lit, comprend et analyse des textes.

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Dans ce contexte, Konfuzio est spécialisée dans l'évaluation intelligente et efficace des documents. Dans la pratique, cela signifie que les entreprises sont en mesure, grâce à l'IA, d'optimiser et d'automatiser des processus documentaires complets avec des robots d'IA numériques.

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