La révolution imminente des robots commerciaux

Résumé

Les lecteurs d'une génération plus "mature" qui a grandi en regardant des dessins animés se souviendront peut-être de l'émission The Jetsons , dans laquelle une famille de quatre personnes, plus leur chien Astro, vaquent à leurs occupations quotidiennes à Orbit City en 2062, se déplaçant dans des voitures volantes. qui, d'un simple clic, se plie dans une petite mallette transportable à la main. Parmi eux se trouve Rosie, le robot domestique humanoïde de Jetson qui est la femme de chambre et la femme de ménage. Rosie effectue toutes les tâches subalternes de la maison et on la voit fréquemment se rouler sur ses jambes de roue avec un aspirateur à la main.

Rosie n'est que l'un des nombreux personnages robotiques apparus dans la culture pop au fil des décennies. Les humains ont constamment joué avec et exploré l'idée d'un avenir dans lequel les robots deviendraient des éléments normaux de nos vies, prenant souvent en charge les tâches et les corvées les plus subalternes. Néanmoins, un tel avenir ne s'est jusqu'à présent pas concrétisé, peut-être que la chose la plus proche que nous ayons jusqu'à présent est l'aspirateur robot Roomba.

En réalité, les robots ont fait des progrès incroyables ces dernières années. Grâce aux améliorations de la vision par ordinateur, de la dextérité et également de l'économie globale, les applications robotiques sont devenues de plus en plus utiles et plus pratiques pour une variété de tâches répétitives et lourdes. Mais la majeure partie de la croissance de la robotique s'est produite dans des applications industrielles, et donc cachée à la vue du grand public. Mais grâce aux récentes percées dans les domaines de l'IA, de la mécatronique, des capteurs et des batteries, il y a de fortes raisons de croire que cela est susceptible de changer. L'accent de cet article sera donc mis sur les perspectives des robots dits de service , c'est-à-dire le marché des robots plus grand public et commercial. C'est sans doute le domaine de développement le plus intéressant à l'avenir, où l'apprentissage autonome et les plateformes modulaires produisent les impacts les plus pertinents. Un futur où Rosie le robot passera l'aspirateur dans la maison et cuisinera notre nourriture pour nous n'est peut-être plus un mirage si lointain.

Qu'est-ce qu'un robot de service ?

Tout d'abord, quelques définitions clarifiantes s'imposent. Et peut-être que le meilleur endroit pour commencer est la question plus fondamentale et générale de ce qu'est un robot lui-même . Il est difficile d'identifier une définition commune : si vous demandez à trois roboticiens différents, vous obtiendrez probablement une gamme de réponses différentes. Le dictionnaire Oxford définit un robot comme "une machine capable d'effectuer automatiquement une série complexe d'actions, en particulier une action programmable par un ordinateur". Mais l'utilisation d'une définition standard telle que celle-ci peut souvent être insatisfaisante, car elle pourrait, en théorie, impliquer que de nombreuses machines standard de tous les jours pourraient être considérées comme des robots. Par exemple, un lave-vaisselle ou un guichet automatique sont des machines qui reçoivent des commandes programmables et exécutent ensuite automatiquement une série d'actions. Mais sont-ils vraiment des robots ?

Une définition plus appropriée, à mon avis, vient de la roboticienne Anca Dragan de l'UC Berkeley, qui définit les robots comme "un agent physiquement intelligent artificiellement incarné qui peut prendre des mesures qui ont des effets sur le monde physique". En termes simples, un robot est une machine qui recueille des informations de son environnement, les traite, puis exécute une action basée sur ces informations. En utilisant la définition ci-dessus, il existe encore de nombreux types de robots différents, tous avec des apparences et des fonctions différentes. Mais ce qui les unit, c'est qu'ils partagent un ensemble d'éléments communs comme un système de contrôle, une batterie, des effecteurs finaux, des capteurs, des actionneurs et un certain degré d'intelligence pour comprendre et adapter leurs actions à l'environnement.

Des exemples de robots modernes sont des robots collaboratifs, qui travaillent avec des humains dans un espace de travail partagé, et qui sont capables de percevoir les humains autour d'eux et d'adapter leurs mouvements en conséquence. D'autres robots modernes sont conçus pour fonctionner de manière autonome, comme les véhicules guidés autonomes (AGV), qui sont capables de se déplacer dans un entrepôt transportant des objets, ou des drones qui peuvent effectuer des activités O&M complexes ou sont utilisés pour les livraisons du dernier kilomètre. Ces nouvelles générations de robots sont des machines fascinantes et passionnantes qui sont destinées à changer notre mode de vie d'innombrables façons.

Robots industriels vs robots de service

La Fédération Internationale de Robotique classe les robots d'aujourd'hui en deux grandes catégories : les robots industriels et de service. Cette division est importante et utile car elle distingue les robots en fonction de leur relation avec les personnes et le travail. Un robot industriel est le robot classique que nous considérons comme présent dans une usine, que les lecteurs imagineront probablement avec un ou plusieurs bras robotiques qui effectuent une tâche prédéfinie. Les robots industriels sont de plus en plus utilisés et adoptés (voir la figure ci-dessous), et il s'agit d'un marché passionnant et en croissance rapide.

Les robots de service, quant à eux, s'étendent au-delà du lieu de travail et entrent dans un monde de nouvelles applications passionnantes qui peuvent contribuer à améliorer à la fois notre vie quotidienne et notre vie professionnelle. Un robot de service « est un robot qui réalise des tâches utiles à l'homme ou à l'équipement hors application d'automatisation industrielle » (norme ISO IFR). Ils sont classés selon leur usage personnel ou professionnel et prennent des formes différentes et ont des applications variées et évolutives. Les robots de service se développent grâce aux avancées pertinentes de la robotique liées à la cognition, à la manipulation et à l'interaction, et constituent à mon avis le domaine de développement le plus intéressant à l'avenir, où l'apprentissage autonome et les plateformes modulaires produisent les résultats et l'impact les plus pertinents.

Le boom à venir dans les applications commerciales robotiques

Comme mentionné, il existe une variété de moteurs qui soutiennent le développement et les perspectives de croissance futures des robots de service. Les plus pertinents sont : les moteurs technologiques, les moteurs du marché, les moteurs de la productivité et les moteurs de la sécurité.

• Moteurs technologiques : les améliorations de l'IA et des technologies de capteurs permettront de poursuivre le développement de la robotique en donnant la possibilité de les exploiter de manières différentes et utiles. Les robots auront de plus en plus la capacité d'apprendre et de s'adapter, élargissant leurs applications possibles ;
• Moteurs du marché : en raison de la forte croissance prévue de la demande alimentaire et du commerce électronique, les robots joueront un rôle majeur dans le soutien de la production et d'autres activités du côté de l'offre. En fait, l'utilisation de robots commerciaux, comme les drones ou les véhicules guidés autonomes, peut rendre les fermes ou les entrepôts beaucoup plus efficaces, leur permettant de répondre à la demande croissante ;
• Facteurs de productivité : Le besoin d'une productivité plus élevée pour soutenir la croissance du PIB fera également progresser l'industrie. Les robots augmenteront dans la plupart des cas le potentiel humain, en soutenant les humains dans leurs activités, en augmentant la productivité globale et en stimulant la croissance économique ;
• Facteurs de sécurité : un autre facteur susceptible de faire avancer l'industrie est qu'il existe encore de nombreux travaux dangereux, dont beaucoup peuvent déjà être effectués par des robots. Les experts disent que les robots prendront en charge les tâches ennuyeuses, sales et dangereuses pour les humains.

Dimensionner le marché des robots de service

Les estimations varient en ce qui concerne la taille potentielle du marché des robots commerciaux. Dans un rapport de 2014, le BCG a estimé que le marché mondial de la robotique (c'est-à-dire y compris les robots industriels) atteindrait 67 milliards de dollars d'ici 2025. Fait intéressant, à peine trois ans plus tard, ils ont révisé leur estimation à la hausse à 87 milliards de dollars, précisément en raison d'une forte augmentation de leur estimation. pour la taille du marché commercial et de consommation (les estimations ont été révisées à la hausse de 34 % et 156 % respectivement). Comme on peut le voir dans la figure ci-dessous, le BCG estime que les marchés commerciaux et de consommation atteindront chacun 23 milliards de dollars en 2025, pour lesquels ils ont dû augmenter l'estimation de 156% et 34%.

Une étude distincte de Loup Ventures en collaboration avec l'IFR a révélé que le marché des robots commerciaux en 2017 s'élevait à 6,4 milliards de dollars avec 256 335 unités vendues. Ils prévoient un total de 1 310 181 unités vendues pour un total de 29,9 milliards de dollars en 2025 (23% CAGR) – pas si loin de l'estimation du BCG. Ce qui ressort de leurs estimations ci-dessous, c'est que la majeure partie de la croissance de la valeur sera tirée par le segment AGV, tandis que les drones auront le TCAC le plus élevé au cours de la même période.

De nombreuses estimations supplémentaires ont été réalisées, avec des résultats qui divergent souvent considérablement des chiffres indiqués ci-dessus, mais toutes partagent un trait commun : elles prévoient toutes une croissance significative dans l'avenir à venir.

Une chose intéressante à garder à l'esprit est que lorsque l'on réfléchit à la taille du marché, il faut considérer non seulement les unités vendues, mais aussi la diffusion de ce que l'on appelle les robots en tant que service, où le client paie des frais pour un service qui facilite une intégration transparente des robots et des appareils embarqués dans les environnements informatiques Web et cloud. Selon un rapport d'IDC, d'ici 2019, 30 % des robots de service commerciaux seront sous la forme de robots en tant que service, et le même rapport indique que d'ici 2020, 20 % des robots dépendront d'un logiciel basé sur le cloud pour acquérir de nouvelles compétences, conduisant à un développement ultérieur d'un marché du cloud robotique, passant de 2,20 milliards de dollars en 2017 à 7,5 milliards de dollars en 2022

Comment les robots commerciaux seront-ils utilisés ?

Aujourd'hui, il existe déjà plusieurs applications différentes pour les robots de service. Étant donné que les robots de service couvrent tout en dehors des applications de fabrication/industrielles, cela peut inclure des domaines tels que l'entreposage, la santé, l'agriculture, la sécurité et bien d'autres. Le LoweBot, par exemple, est un robot déployé par le détaillant Lowe's dans ses magasins de la région de la Baie qui « est capable de trouver des produits dans plusieurs langues et de naviguer efficacement dans le magasin. Comme LoweBot aide les clients avec des questions simples, il permet aux employés de passer plus de temps à offrir leur expertise et leurs connaissances spécialisées aux clients. De plus, LoweBot est en mesure d'aider à la surveillance des stocks en temps réel, ce qui aide à détecter les modèles qui pourraient guider les futures décisions commerciales. D'autres exemples incluent Savioke dans l'espace hôtelier ou Locus Robotics dans la manutention des matériaux dans les entrepôts.

À l'avenir, il existe de nombreuses applications émergentes de robots de service, mais les segments dans lesquels la majeure partie de la croissance est attendue concernent les AGV, les drones, les robots médicaux et les robots de terrain. Examinons-les tour à tour.

Véhicules guidés autonomes (AGV)

Les AGV sont l'application commerciale la plus importante et la plus prometteuse, et le marché devrait atteindre 10 milliards de dollars d'ici 2025. Les progrès de la technologie de conduite autonome font avancer le marché.

Les premiers AGV étaient principalement câblés (c'est-à-dire connectés à la surface) et pour cette raison étaient relativement peu flexibles et également coûteux à installer. Récemment, cependant, des AGV plus flexibles et intelligents ont été introduits par des entreprises comme Fetch Robotics, qui sont capables de prendre des décisions dans des situations qu'ils n'avaient jamais rencontrées auparavant. Cette flexibilité peut produire différents avantages, notamment la possibilité de réduire les accidents, d'augmenter la productivité et de réduire les coûts.

Amazon est l'une des entreprises qui a le plus utilisé les AGV à l'intérieur de ses entrepôts, grâce à l'acquisition de KIVA en 2012. À l'avenir, de nouvelles applications AGV émergent continuellement, comme le scannage d'étagères effectué par Bossa Nova Robotics. Les UGV (véhicules terrestres sans pilote) passent également d'applications principalement militaires à des applications commerciales. Clearpath Robotics est l'une des entreprises leaders dans ce domaine, développant à la fois des AGV et des UGV.

VAG de Fetch Robotics contre UGV de Clearpath Robotics

Drone

Les drones révolutionnent les opérations commerciales de différentes manières. Les drones peuvent être utilisés dans les activités de cartographie 3D, la livraison du dernier kilomètre, les livraisons médicales, les activités d'inspection, la transmission de données, la collecte de vidéos, l'assurance résidentielle ou la surveillance de la construction. L'impact des drones dans les activités commerciales a été, jusqu'à présent, encore assez limité, en particulier compte tenu des estimations de l'orientation du marché (PWC estime que le marché vaudra 127 milliards de dollars). Ceci pour diverses raisons, mais principalement en raison de problèmes de réglementation.

La majeure partie de la valeur générée par les drones dans les années à venir sera liée à des activités de service à valeur ajoutée telles que la collecte, la gestion et l'analyse de données. Lorsque les drones autonomes étendront leur présence dans les opérations commerciales, les drones créeront des informations basées sur les données récoltées et les traduiront automatiquement en décisions et actions. Encore une fois, Amazon est l'une des entreprises qui parie le plus sur les drones, via un projet appelé Amazon Prime Air . Amazon a développé différents brevets liés aux drones, l'un représentant un centre de distribution à plusieurs niveaux, un entrepôt de drones aéroportés à 45 000 pieds dans les airs, un entrepôt de drones sous-marin et une station de recharge de drones.

Entrepôt de drones aéroportés

Robots médicaux

Le potentiel des robots dans le domaine de la santé, surtout s'ils sont combinés à l'IA, est énorme. Les applications les plus intéressantes sont liées aux robots chirurgicaux, aux robots de rééducation et aux robots de transport médical.

Les robots chirurgicaux ont déjà amélioré la chirurgie mini-invasive, réduisant le traumatisme des patients. Grâce aux améliorations de la dextérité et de la vision par ordinateur, un robot peut désormais surpasser un chirurgien expert dans la même procédure. Les robots de rééducation, ou exosquelettes, jouent un rôle majeur dans l'amélioration de la qualité de vie des personnes handicapées, en aidant à améliorer la mobilité, la coordination et la force.

Les robots de transport médical sont capables de naviguer dans l'établissement hospitalier en apportant des fournitures, des médicaments et des repas, et en optimisant la communication entre les médecins, les membres du personnel et les patients. D'autres applications pertinentes sont les robots d'assainissement et de désinfection qui peuvent réduire le risque d'infection et le risque d'épidémies de bactéries mortelles résistantes aux antibiotiques, tandis que les systèmes robotiques de distribution d'ordonnances peuvent réduire les erreurs dans la distribution des médicaments aux patients.

Robot chirurgical par Intuitive Surgical

Robots de terrain

L'IA et la robotique s'imposent également dans le secteur agricole, où plusieurs startups (par exemple Abundant Robotics ou Harvest Automation) montent en puissance. Les sociétés de capital-risque investissent des capitaux importants dans cet espace, avec plus de 320 millions de dollars investis en 2017. Actuellement, les principales applications robotiques concernent la récolte et la cueillette, le contrôle des mauvaises herbes, l'ensemencement autonome, la pulvérisation et l'éclaircissage.

La récolte et la cueillette sont actuellement probablement les applications les plus diffusées en robotique de terrain, où les robots sont utilisés dans les serres, mais aussi pour ramasser les fruits et légumes. Le désherbage se développe également, ce qui offre la possibilité de réduire l'utilisation de pesticides dans les exploitations, avec des solutions comme celle d'Ecorobotix.

Les progrès de la vision par ordinateur conduisent également au développement de l'ensemencement, de la pulvérisation et de l'éclaircissage autonomes, tandis que d'autres développements intéressants se produisent plus largement dans l'industrie alimentaire, où des robots ont été appliqués dans des restaurants comme Miso Robotics, ou pour la livraison de nourriture comme Starship.

Robot de désherbage par Ecorobotix

Une révolution robotique ?

Comme nous l'espérons, il est probable qu'au cours des prochaines décennies, les robots joueront un rôle de plus en plus important dans notre vie quotidienne. La plupart des avancées seront liées au développement ultérieur de l'IA, de la vision par ordinateur, des capteurs, de la navigation et de la technologie des semi-conducteurs.

Mais si l'avenir s'annonce radieux, quelques nuages ​​se profilent à l'horizon. L'une des plus grandes menaces pour le développement du secteur se présente sans aucun doute sous la forme d'un risque réglementaire. Comme de nombreux lecteurs le savent peut-être déjà, les débats autour de la robotique et de l'IA se sont intensifiés, avec un accent particulier sur les effets que les robots auront sur notre main-d'œuvre.

Mon point de vue personnel sur le sujet est que les robots augmentent la productivité et la compétitivité des entreprises qui les adoptent. Cette augmentation de la productivité peut et doit conduire à une augmentation des salaires moyens, ce qui devrait accroître la demande, créant en fait de nouvelles opportunités d'emploi. Le principal impact, comme l'ont montré différentes études de Graetz et Michaels (London School of Economics) ou de Bessem (Boston University School of Law), de l'adoption des robots et de l'automatisation est un déplacement de la main-d'œuvre peu ou moyennement qualifiée , à une main-d'œuvre plus qualifiée, entraînant ainsi également une augmentation des salaires globaux. De cette manière, la robotique peut être considérée comme un moyen d'éliminer ou de réduire les emplois les plus subalternes et les plus dangereux de nos économies, et de permettre une transition vers des activités plus créatives et intellectuelles.

Le problème principal est cependant que la transition vers des emplois plus qualifiés ne sera bien sûr pas automatique et nécessitera des efforts liés à l'éducation et à la requalification de certains types d'emplois, comme indiqué dans un rapport Mckinsey de 2017. Cet effort de rééducation doit être mené par les gouvernements ainsi que par les entreprises qui conduisent la révolution technologique, et c'est l'action la plus importante qui doit être entreprise si la révolution robotique imminente doit être un succès.

Pensées d'adieu : le déficit de compétences

Malgré les inquiétudes concernant les effets de l'automatisation et de la robotique sur les emplois, la réalité actuelle et prévisible est qu'il existe en fait un déficit de compétences évident et que de nombreuses entreprises sont incapables de pourvoir les postes vacants en raison du manque de candidats qualifiés pour ces postes liés à future technologie robotique. La Commission européenne, par exemple, a prédit que l'Europe pourrait faire face à une pénurie de jusqu'à 750 000 travailleurs qualifiés dans les TIC d'ici 2020, plaçant le développement des compétences numériques au cœur de sa stratégie pour le marché du travail de l'UE.

Aux États-Unis, il a été prédit que la réduction du déficit de compétences en robotique et en IA pourrait combler environ 1 million de nouveaux emplois, mais seulement si des initiatives publiques et privées à grande échelle connectent les travailleurs à la formation dont ils ont besoin. Combler le déficit de compétences nécessitera des liens plus étroits entre les entreprises et les établissements d'enseignement afin d'identifier et d'équiper les travailleurs pour ces nouveaux emplois plus demandés, et de mieux guider les étudiants sur les cours qui ont le plus de potentiel pour leur carrière.

À cette fin, le Forum économique mondial a lancé une initiative visant à soutenir les activités développées par les entreprises et les établissements d'enseignement pour requalifier et perfectionner la main-d'œuvre pour les économies de demain, y compris dans des domaines tels que la robotique et l'automatisation. Les investissements dans la robotique devraient être soutenus par des investissements dans le capital humain pour réduire le déficit actuel de compétences et permettre aux entreprises de bénéficier d'un plus grand niveau d'interaction et de complémentarité entre les humains et les machines, contribuant ainsi à stimuler la croissance économique et les améliorations de la productivité.