La révolution humanoïde est en marche : quel robot choisir pour l’industrie, l’enseignement et la recherche

Les robots humanoïdes ouvrent une nouvelle dimension de flexibilité dans l’automatisation. Ils peuvent en effet s’adapter à des tâches variées, interagir naturellement avec les humains et travailler de manière autonome dans des environnements non structurés. Grâce à leur conception particulière, avec deux bras, deux jambes et un torse mobile, ils se distinguent nettement des robots industriels classiques.

Mais tous les robots humanoïdes ne se valent pas. En fonction de leurs besoins — qu’il s’agisse de recherche et développement, de prototypage de nouvelles applications ou d’une utilisation productive en continu —, les entreprises et les instituts de recherche ont besoin de plateformes différentes. Ce guide présente les différents domaines d’application et vous aide à choisir la plateforme la mieux adaptée à vos besoins.

Principes fondamentaux : définition, technologie et différences

Qu’est-ce qu’un robot humanoïde exactement ? En résumé, il s’agit de robots dont la forme physique et la capacité de mouvement s’inspirent du corps humain. Équipés d’intelligence artificielle (IA), ils peuvent se déplacer et agir de manière autonome dans un environnement conçu pour les humains.

Cet article du magazine Reichelt fournit des informations plus approfondies :

Un robot humanoïde est-il pertinent pour mon projet ?

Dans certains scénarios, les robots humanoïdes offrent des avantages considérables par rapport aux robots industriels classiques. Leur principal atout réside dans leur intégration aisée dans des espaces de travail conçus pour les humains. En effet, ils ne sont pas fixés de manière rigide à un emplacement. Grâce à des capteurs et des caméras pilotés par l’intelligence artificielle (IA), ils peuvent analyser leur environnement et s’y déplacer. Cela évite ainsi de coûteuses adaptations de l’infrastructure.

À terme, un autre avantage viendra s’y ajouter : leur flexibilité. Les robots industriels classiques sont généralement programmés pour une seule tâche. Les robots humanoïdes, en revanche, ont le potentiel d’accomplir différents types de tâches sur un même poste de travail. Ils peuvent également gérer des changements fréquents de produits ou la fabrication de variantes, sans nécessiter de reprogrammation importante. Grâce à l’IA, ils peuvent aussi apprendre en continu à partir de leur expérience. De plus, les tâches apprises peuvent être facilement transférées à d’autres robots humanoïdes.

Cette technologie en est toutefois encore à ses débuts dans le domaine industriel. Aujourd’hui, les robots humanoïdes sont surtout adaptés à des tâches clairement définies et récurrentes. Face à des tâches totalement non structurées ou à des cadences élevées, ils atteignent pour l’instant encore leurs limites.

Choisir la bonne plateforme

Le marché des robots humanoïdes connaît une croissance fulgurante, tout comme la diversité des systèmes disponibles. De nombreux fabricants proposent différentes variantes d’équipements au sein de leurs gammes de modèles. Ainsi, l’offre d’Unitree s’étend des systèmes d’entrée de gamme aux robots universels polyvalents, en passant par des plateformes de recherche performantes, selon le modèle et la configuration. La classification suivante sert donc de guide. Les équipements, les performances et les exigences spécifiques du domaine d’application sont déterminants pour le choix de la plateforme humanoïde adaptée.

Systèmes d’entrée de gamme

Les systèmes d’entrée de gamme, tels que ceux proposés notamment par AgiBot ou LimX Dynamics, sont idéaux pour le développement et le test de modèles d’apprentissage automatique (ML), ainsi que pour des démonstrations dans le domaine de la robotique. Ces systèmes disposent généralement de 20 à 30 degrés de liberté, offrant ainsi une flexibilité de mouvement suffisante pour l’illustration et la démonstration.

Leurs performances en matière d’IA permettent un apprentissage par renforcement simple et une navigation autonome de base. Grâce à leur bon rapport qualité-prix, les universités, les groupes de recherche et les start-ups peuvent acquérir une première expérience pratique. Ils n’ont ainsi pas besoin de réaliser des investissements massifs.

Robots universels

Les robots universels, comme ceux d’Unitree par exemple, constituent le juste milieu entre rentabilité et performances. Avec 40 à 45 degrés de liberté, une capacité de charge généralement comprise entre 5 et 7 kg par bras et des capteurs intelligents, ils sont adaptés à des tâches fondamentales et clairement définies telles que la manutention et les processus « pick-and-place ».

L’intelligence artificielle leur permet de reconnaître les tâches de manière adaptative et de prendre des décisions de manière autonome. Cependant, la plupart des déploiements ne sont pour l’instant possibles qu’avec l’aide d’intégrateurs de systèmes professionnels et nécessitent un important travail d’ingénierie. Un environnement préparé et des tâches définies avec précision sont indispensables, et une intervention humaine reste souvent nécessaire.

Pour les entreprises, les robots universels peuvent constituer un point d’entrée. Cependant, leur utilisation exige une planification réaliste, un accompagnement spécialisé et des tâches clairement délimitées.

Hochleistungsplattformen

Les plateformes hautes performances, telles que celles proposées par Booster Robotics, Unitree ou PNDbotics, sont conçues pour des tâches exigeantes et complexes. Elles disposent de plus de 50 degrés de liberté, d’une charge utile continue de 7 kg par bras, d’un système de commande de haute précision et d’un retour haptique avancé pour l’assemblage de précision. Les systèmes d’IA permettent en outre une adaptation en temps réel à des scénarios complexes.

À l’avenir, elles devraient être utilisées pour la fabrication de haute précision ou lorsque des exigences extrêmes en matière de force et de précision sont requises. Cela concerne notamment les secteurs de l’électronique, de la mécanique de précision et de l’aérospatiale. Les premiers projets pilotes dans ces domaines montrent des résultats prometteurs.

Les instituts de recherche investissent souvent de manière ciblée dans ces plateformes. Ils disposent ainsi d’un potentiel maximal pour développer de nouvelles applications et mener des recherches fondamentales. Pour les entreprises, un tel investissement n’est rentable que si les exigences réelles justifient ce niveau de performance.

Il est également important de noter qu’à l’heure actuelle, un nombre non négligeable de robots humanoïdes est principalement utilisé dans le secteur du divertissement, notamment lors de salons et de démonstrations. Ces systèmes n’ont pas encore été conçus ni testés pour une utilisation industrielle productive.

Liste de contrôle pour la décision d’achat

Avant de choisir une plateforme humanoïde, vous devez vous poser quelques questions fondamentales. La liste de contrôle suivante vous aidera à prendre en compte tous les facteurs pertinents et à faire le bon choix.

• Quelles tâches spécifiques doivent être réalisées ?
  Il convient tout d’abord de définir précisément les activités que le robot devra effectuer. Plus les exigences sont claires, plus il sera facile d’identifier la plateforme adaptée.
  
  
• Quel est le budget disponible ?
  En matière de budget, il ne faut pas seulement tenir compte des coûts d’acquisition, mais aussi de ceux liés à l’installation, à l’intégration, à la formation et à la maintenance courante. Souvent, une plateforme d’entrée de gamme moins coûteuse s’avère plus judicieuse qu’un système haut de gamme plus onéreux dont les capacités ne pourraient être pleinement exploitées.
  
   
• Quel est le niveau de savoir-faire technique disponible en interne ?
  Si les compétences nécessaires à l’intégration et à la maintenance sont présentes, un support complet du fabricant n’est pas indispensable.
  
  
• Existe-t-il des exigences en matière de sécurité ou de conformité ?
  Avant l’achat, il convient toujours de vérifier que la plateforme souhaitée répond bien aux exigences de l’industrie ou du secteur concerné.
  
  
• Quelle est l’importance de l’assistance du fabricant et de la maintenance ?
  Une assistance fiable est déterminante pour assurer la disponibilité de la solution. Il faut donc évaluer les délais de réponse, la disponibilité des pièces de rechange et le service technique.
  
  
• La plateforme devra-t-elle être étendue ultérieurement ?
  Dans ce cas, il faut s’assurer que la plateforme offre la possibilité d’ajouter des modules, des capteurs ou des fonctionnalités supplémentaires.
  

Éviter les erreurs de décision courantes

Des achats irréfléchis peuvent rapidement entraîner des coûts inutiles. On observe par exemple souvent un surinvestissement en termes de performances : de nombreuses entreprises optent pour une plateforme haut de gamme alors qu’une solution d’entrée de gamme, moins coûteuse, serait tout à fait suffisante. Cela se traduit par des dépenses d’investissement superflues et une utilisation inutilement complexe. Tout aussi souvent, les coûts de formation et d’intégration sont sous-estimés, alors qu’ils peuvent rapidement dépasser les coûts d’acquisition.

Un autre point critique est le manque de prise en compte de l’assistance technique et de la disponibilité du fabricant. Un système qui semble bon marché, mais qui bénéficie d’une assistance médiocre, peut s’avérer être une erreur coûteuse, car les temps d’arrêt et le manque de pièces de rechange nuisent considérablement à la productivité.

Enfin, il convient d’éviter les attentes irréalistes en matière d’autonomie et de capacités d’IA. Les robots humanoïdes ne sont pas des systèmes entièrement autonomes capables de résoudre seuls des problèmes complexes ; ils ont besoin de consignes claires et d’une programmation précise.

Conclusion : les robots humanoïdes, une technologie clé de la prochaine étape de développement

Les robots humanoïdes marquent le passage à une nouvelle ère de l’automatisation. Ils sont désormais accessibles aux PME et aux établissements d’enseignement supérieur, et ne sont plus l’apanage des grands groupes. Les progrès continus en matière d’intelligence artificielle et de matériel rendront ces systèmes encore plus performants, autonomes et abordables dans les années à venir. Ceux qui choisissent dès maintenant la bonne plateforme et acquièrent une première expérience pratique bénéficieront demain d’un développement accéléré et s’assureront un avantage concurrentiel décisif.

Images : Adobe Stock, reichelt elektronik