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Lorsque Mary Shelley écrivit Frankenstein en 1818, l'humanité était loin d'imaginer la quatrième révolution industrielle. La révolution industrielle du XIXe siècle a profondément transformé les activités économiques, les relations de genre et de pouvoir, ainsi que les classes sociales. Nous avons pu fabriquer des produits non seulement plus rapidement et de manière plus sûre, mais aussi avec moins d'efforts. L'introduction de machines, de réactions chimiques et de nouvelles sources d'énergie dans les usines a simplifié nos vies à bien des égards, presque autant que les technologies numériques et Internet aujourd'hui.

Lors de l'essor d'Internet dans les années 90, nous étions convaincus que tous les films de science-fiction seraient réalité d'ici 2000. Malgré l'avènement des appels vidéo, des robots de nettoyage et du e-commerce, nous continuons à déployer et à développer les technologies de l'Industrie 4.0. L'Internet des objets (IoT) est l'une des tendances récentes que de nombreuses entreprises cherchent à intégrer à leurs stratégies de transformation numérique afin de pouvoir surveiller et gérer de manière globale leurs installations, usines, centres de données, magasins, etc.

Que se passe-t-il lorsque l’IoT rencontre la robotique ?

L'Internet des objets (IoT) se définit généralement comme la combinaison de matériel, de capteurs/actionneurs, d'infrastructures (middleware, cloud, processus métier, big data), de réseaux/Internet et de logiciels. Au cours des dix dernières années, les grandes entreprises du monde entier ont exploité les technologies IoT pour obtenir une visibilité globale de leurs opérations, à des fins de surveillance préventive et proactive et de fabrication. IDC, par exemple, estime que d'ici 2025, il y aura 55,7 milliards d'appareils connectés dans le monde.

Comme expliqué dans un article de blog récent, depuis la Grèce antique, nous tentons de confier les tâches dangereuses et répétitives à des machines, et nous avons réussi à construire des robots depuis le XXe siècle. Dans ce même article, nous avons expliqué la lutte pour les ressources au sein des robots et comment les concepteurs et les développeurs doivent choisir avec soin leurs capacités de traitement.Ici vous pouvez continuer à lire sur son sujet).

Actuellement, de nombreux projets robotiques intègrent l'intelligence artificielle, l'apprentissage profond et la reconnaissance de formes. Cela signifie qu'ils collectent, gèrent et agissent à partir de grandes quantités de données. Comme une grande partie du traitement ne peut être effectuée au sein de l'infrastructure robotique principale en raison des ressources limitées, de nombreux nouveaux projets robotiques exploitent l'architecture du cerveau distant. Autrement dit, le cerveau robotique principal est hébergé sur un serveur au sein d'un centre de données ou d'un rack, tandis que le corps du robot est équipé d'un processeur plus petit, uniquement destiné à collecter les données et à exécuter les actions.

Ces applications robotiques gourmandes en données sont confrontées à des défis matériels uniques. Vous trouverez ci-dessous quelques-uns des plus courants.

Compatibilité

L'Internet des objets robotisés exige que les entreprises travaillent simultanément avec au moins cinq couches : matériel, logiciel, réseau, infrastructure et capteurs/actionneurs. Malheureusement, toutes ces technologies n'ont pas été développées pour fonctionner ensemble, et de nombreux fournisseurs ne disposent pas d'équipements compatibles avec plusieurs protocoles de communication ou langages de programmation, quelle que soit leur marque.

En fait, si vous travaillez déjà dans l'automatisation industrielle, vous connaissez le cauchemar des protocoles de communication. Connecter des capteurs et des actionneurs à des automates programmables, puis à des serveurs, peut s'avérer coûteux et gourmand en ressources. Heureusement, le secteur développe des normes indépendantes des marques pour permettre aux fabricants de matériel informatique d'origine de produire des équipements capables de traduire et de fonctionner avec plusieurs protocoles de communication. Vous pouvez en lire plus sur ce blog.

De plus, si vous exploitez la 5G et Internet dans votre application robotique, vous devrez probablement tenir compte de la compatibilité des modules supplémentaires. Certains fabricants de matériel peuvent vous aider à intégrer des modules PCIe et LTE en usine, vous évitant ainsi des complications d'installation et d'utilisation ultérieures.

Système d'exploitation spécialisé

Les applications robotiques nécessitent un système d'exploitation spécialisé. Le plus récent et le plus performant s'appelle ROS. Entièrement personnalisable, ce système d'exploitation permet le traitement à distance et la programmation parallèle. Il inclut des algorithmes, des bibliothèques et la gestion des API. Ces fonctionnalités constituent le fondement des robots à cerveau distant. Ce type de robots utilise généralement plusieurs modules et langages de programmation simultanément, ce qui implique probablement la collaboration d'une équipe d'ingénieurs. Cela implique également le stockage à distance des bibliothèques pendant le traitement des données.

Étant donné que ROS ne peut pas fournir une liste de matériel approuvé capable de gérer le système d'exploitation, vous devez trouver un fabricant de matériel OEM qui peut évaluer vos besoins, proposer une solution personnalisée et tester le bon fonctionnement de ROS. Vous pouvez en savoir plus sur ROS dans ce blog.

Serveurs robustes, puissants et sans ventilateur

Les cerveaux distants des robots impliquent des exigences spécifiques. Premièrement, les processeurs des serveurs robotisés doivent gérer de grandes quantités de données. Par conséquent, les développeurs utilisent régulièrement les processeurs les plus récents et les plus avancés. Cependant, il est conseillé d'être prudent quant au surdimensionnement des composants. Collaborez avec un fabricant de matériel informatique qui peut vous aider à évaluer précisément les capacités de traitement.

Les serveurs durables comportent le moins de pièces mobiles possible afin de réduire le MTBF (temps moyen entre pannes). Par conséquent, vous opterez probablement pour un serveur sans ventilateur, ce qui constituera un excellent investissement pour réduire les coûts de maintenance et de réparation. Cette fonctionnalité doit être associée à un disque dur SSD et à des connecteurs de câbles sécurisés.

Deuxièmement, si le serveur n'est pas hébergé dans l'environnement contrôlé d'un centre de données, il est conseillé de vérifier si le rack offre une protection adéquate contre l'humidité, l'eau et la poussière. Si vous utilisez des racks Edge Computing, renseignez-vous auprès du fabricant de matériel pour savoir si le serveur choisi est capable de supporter les conditions difficiles de l'atelier de production ou en extérieur.

Sécurité

Connecter des appareils à un réseau, quel qu'il soit, expose à d'éventuelles menaces de sécurité. Une mise en œuvre rigoureuse de l'Internet des objets robotisés (IdO) permettra de dépasser les risques de sécurité. Pour ce faire, il est essentiel d'accorder une attention particulière aux couches de protection matérielle et réseau.

Les robots à cerveau distant sont considérés comme des infrastructures distribuées. Cela signifie que votre matériel est installé hors de l'environnement sécurisé du centre de données, ce qui le rend vulnérable aux accès non autorisés et aux altérations. Vous trouverez des informations sur les menaces de sécurité matérielle courantes et comment les éviter dans ce blogEn résumé, vous devez rechercher des fonctionnalités de sécurité inexploitées au sein du matériel et consulter le fabricant OEM pour ajouter du matériel de sécurité si nécessaire.

Concernant la protection de la couche réseau, même si votre serveur est hébergé dans un centre de données, la connexion Internet peut offrir une porte dérobée permettant aux pirates d'accéder à des informations sensibles et de compromettre votre activité. Dans ce cas, vous devez respecter les bonnes pratiques du secteur et utiliser des dispositifs d'authentification matériels, parfois plus puissants qu'un simple logiciel.

Continuez à lire notre Série de blogs sur la cybersécurité pour en savoir plus sur la manière dont vous pouvez protéger votre application en commençant au niveau matériel.

Edge et Cloud Computing

Les pratiques et processus commerciaux actuels ont probablement contraint de nombreuses entreprises à mettre en œuvre une forme ou une autre de cloud et d'informatique en périphérie. L'Internet des objets robotisés exploite généralement ces deux technologies pour améliorer l'expérience utilisateur, accroître l'efficacité et gérer la complexité des robots.

Par conséquent, vous pouvez probablement installer un rack de serveurs dans l'atelier de production ou à proximité de l'application afin de réduire la latence et d'améliorer les temps de réponse entre le cerveau et le corps du robot. Ceci est particulièrement utile dans les entrepôts ou les mines utilisant des robots mobiles autonomes (AMR) ou des véhicules à guidage automatique (AGV). Cependant, des précautions de sécurité et une attention particulière doivent être prises en cas d'environnement difficile.

Comme vous pouvez le constater, les robots à cerveau distant révolutionnent les applications en permettant aux machines d'exécuter des actions complexes comme l'apprentissage profond et l'intelligence artificielle. Ces robots ne sont possibles que grâce à l'Internet des objets robotiques. Même si ces robots posent de nouvelles difficultés en raison de leurs exigences matérielles spécifiques, en collaborant avec un fabricant OEM expérimenté, vous pouvez garantir le bon fonctionnement de votre application robotique, aujourd'hui comme demain.

Si vous souhaitez continuer à lire sur les applications robotiques, lisez notre Série de blogs sur la robotique.