Associée à la robotique, elle permet de créer des robots intelligents capables d’analyser leur environnement, de prendre certaines décisions et d’exécuter automatiquement des tâches.

Dans l’industrie, la logistique, les entrepôts, les commerces et les bâtiments intelligents, les robots équipés d’intelligence artificielle peuvent améliorer la productivité, automatiser les opérations répétitives et contribuer à optimiser les processus.

Qu’est-ce qu’un robot IA ?

Un robot IA est une machine capable d’utiliser des technologies d’intelligence artificielle pour analyser des informations provenant de son environnement et adapter son comportement.

Un robot peut notamment utiliser :

Des capteurs ;

Des caméras ;

Des microphones ;

Des systèmes de vision ;

Des moteurs ;

Des automates ;

Des processeurs ;

Des logiciels d’intelligence artificielle ;

Des systèmes de communication ;

Des réseaux industriels.

L’IA permet au robot d'aller au-delà d'une simple séquence programmée en utilisant des données pour reconnaître des objets, détecter certaines situations ou adapter certaines actions.

Comment fonctionne un robot intelligent ?

Le fonctionnement peut être résumé en plusieurs étapes :

1. CAPTER → 2. ANALYSER → 3. DÉCIDER → 4. AGIR → 5. APPRENDRE

1. Capter

Les capteurs recueillent des informations sur l’environnement.

2. Analyser

Le système informatique analyse les données reçues.

3. Décider

Selon sa programmation et ses modèles d'IA, le robot détermine l'action à effectuer.

4. Agir

Les moteurs et actionneurs exécutent la commande.

5. Améliorer

Certains systèmes peuvent utiliser les données recueillies afin d'améliorer leurs performances.

Les robots IA dans l’industrie

L'industrie constitue l'un des principaux domaines d'application de la robotique intelligente.

Les robots peuvent être utilisés pour :

L'assemblage ;

Le déplacement de pièces ;

Le tri ;

Le contrôle qualité ;

La manutention ;

Le conditionnement ;

La palettisation ;

La préparation de commandes ;

La surveillance ;

Certaines opérations de maintenance.

Les robots industriels peuvent également être intégrés à des lignes de production automatisées.

Robot IA et logistique

Dans les entrepôts, les robots autonomes peuvent aider à transporter des produits ou à optimiser les déplacements.

Ils peuvent notamment être utilisés pour :

Transporter des marchandises ;

Déplacer des palettes ;

Préparer des commandes ;

Identifier des produits ;

Trier des colis ;

Optimiser les déplacements ;

Réduire certaines tâches répétitives.

L'intelligence artificielle peut être utilisée pour analyser les flux et améliorer la circulation des robots.

️ La vision artificielle

La vision artificielle est une technologie particulièrement importante pour les robots IA.

Grâce à des caméras et à des algorithmes de traitement d'image, un robot peut analyser son environnement.

Selon les applications, il peut notamment :

Reconnaître un objet ;

Identifier une pièce ;

Détecter une anomalie ;

Lire une information ;

Contrôler une position ;

Vérifier une qualité ;

Détecter un obstacle.

Dans une usine, la vision artificielle peut par exemple être utilisée pour contrôler automatiquement certains produits sur une ligne de production.

⚙️ Les composants d’un robot IA

Un robot intelligent est constitué de plusieurs éléments complémentaires.

Contrôleur

Le contrôleur constitue le cerveau de la machine. Il gère les commandes et coordonne les différents équipements.

Capteurs

Les capteurs permettent au robot de percevoir son environnement.

Actionneurs

Les actionneurs transforment les commandes électriques en mouvement.

Moteurs

Les moteurs permettent de déplacer les articulations, roues ou mécanismes du robot.

Caméras

Elles peuvent être utilisées pour la vision artificielle.

Réseau de communication

La communication permet au robot d'échanger des données avec d'autres machines ou systèmes.

Alimentation électrique

L'alimentation fournit l'énergie nécessaire aux différents composants.

Matériel électrique nécessaire à la robotique

Un robot industriel nécessite généralement différents équipements électriques pour fonctionner correctement.

On peut notamment retrouver :

Alimentations électriques ;

Disjoncteurs ;

Fusibles ;

Contacteurs ;

Relais ;

Borniers ;

Câbles ;

Connecteurs ;

Capteurs ;

Automates programmables ;

Variateurs de vitesse ;

Servomoteurs ;

Modules de communication ;

Coffrets et armoires électriques.

Le choix des composants dépend du type de robot et de son environnement d'utilisation.

️ Automate programmable et robot IA

L’automate programmable industriel (API/PLC) est souvent utilisé dans les systèmes automatisés pour contrôler les machines et les équipements.

Il peut communiquer avec :

Des robots ;

Des capteurs ;

Des variateurs ;

Des moteurs ;

Des systèmes de sécurité ;

Des interfaces homme-machine ;

Des systèmes de supervision.

Dans une installation industrielle moderne, le robot et l'automate peuvent donc fonctionner ensemble.

⚡ Variateurs et moteurs

Les moteurs sont indispensables pour assurer les mouvements du robot.

Selon l'application, on peut utiliser :

Moteurs asynchrones ;

Servomoteurs ;

Moteurs brushless ;

Moteurs pas à pas.

Les variateurs de vitesse permettent de contrôler certains moteurs et d'adapter leur fonctionnement aux besoins de la machine.

Pour les robots nécessitant une grande précision, les servomoteurs sont particulièrement utilisés.

️ Sécurité des robots industriels

La sécurité est un élément essentiel de toute installation robotisée.

Une cellule robotisée peut intégrer :

Arrêts d'urgence ;

Barrières de sécurité ;

Interrupteurs de sécurité ;

Détecteurs ;

Scanners ;

Relais de sécurité ;

Automates de sécurité ;

Systèmes de verrouillage.

L'objectif est notamment de limiter les risques liés aux mouvements automatiques de la machine.

Robot IA dans les bâtiments

La robotique intelligente ne se limite pas aux usines.

Elle peut également être utilisée dans :

Les bureaux ;

Les hôtels ;

Les centres commerciaux ;

Les hôpitaux ;

Les entrepôts ;

Les établissements publics ;

Les bâtiments intelligents.

Les robots peuvent par exemple participer à certaines tâches de nettoyage, de transport ou de surveillance.

Robots autonomes

Les robots autonomes sont capables de se déplacer avec une intervention humaine limitée.

Ils utilisent généralement plusieurs technologies :

Capteurs de distance ;

Caméras ;

Cartographie ;

Géolocalisation ;

Navigation autonome ;

Intelligence artificielle.

Ils peuvent ainsi adapter leur trajectoire en fonction des obstacles rencontrés.

Batterie et alimentation d’un robot

Les robots mobiles utilisent généralement des batteries rechargeables.

Le système énergétique peut comprendre :

Batterie ;

Chargeur ;

BMS ;

Convertisseur ;

Alimentation ;

Protection électrique ;

Connecteurs.

Le choix de la batterie dépend notamment de l'autonomie recherchée, de la puissance nécessaire et du poids acceptable.

Robot IA connecté

Les robots modernes peuvent communiquer avec les systèmes informatiques de l'entreprise.

Ils peuvent utiliser différents réseaux et protocoles de communication afin d'échanger des informations avec :

Automates ;

Serveurs ;

Logiciels de supervision ;

ERP ;

Systèmes logistiques ;

Machines industrielles ;

Bases de données.

Cette connectivité permet de créer des environnements de production plus automatisés.

Robotique et industrie 4.0

Les robots IA s'intègrent parfaitement dans les concepts d'industrie 4.0.

Une usine moderne peut associer :

Robot + IA + capteurs + automate + réseau industriel + supervision + analyse des données

Cette combinaison permet d'améliorer la visibilité sur les processus de production et d'automatiser certaines opérations.

Quel matériel électrique pour un robot IA ?

Pour construire ou maintenir une installation robotisée, différents composants électriques peuvent être nécessaires :

MatérielFonction

AutomateContrôle de l'installation

AlimentationFourniture d'énergie

DisjoncteurProtection électrique

FusibleProtection contre certaines surintensités

ContacteurCommande d'une charge

RelaisCommande ou protection

VariateurGestion du moteur

ServomoteurMouvement précis

CapteurDétection

ConnecteurRaccordement

Câble industrielTransmission énergie/données

Relais de sécuritéGestion de fonctions de sécurité

HMIInterface opérateur

Switch industrielCommunication réseau

Les grandes marques utilisées en automatisme

Les projets de robotique et d'automatisation peuvent utiliser des composants provenant de nombreux fabricants spécialisés.

Parmi les marques recherchées par les professionnels figurent notamment :

Schneider Electric, Siemens, ABB, WAGO, Phoenix Contact, Weidmüller, IFM, Eaton, Rockwell Automation et Finder.

Le choix d'une marque et d'une gamme dépend de l'architecture de l'installation et de la compatibilité entre les différents composants.

Comment choisir le matériel pour un robot IA ?

Avant de sélectionner les équipements, plusieurs critères doivent être étudiés.

Puissance

Il faut déterminer la puissance nécessaire aux moteurs et aux équipements électroniques.

Tension

La tension d'alimentation doit être compatible avec les différents composants.

Environnement

Poussière, humidité, température, vibrations et contraintes mécaniques peuvent influencer le choix du matériel.

Communication

Les équipements doivent être compatibles avec les réseaux et protocoles utilisés.

Sécurité

Les fonctions de sécurité doivent être étudiées dès la conception de la cellule robotisée.

Maintenance

Le matériel doit être accessible et facilement remplaçable afin de réduire les temps d'arrêt.

⚠️ Important : sécurité électrique et robotique

Toute installation ou modification d'un circuit électrique présente des risques d'électrisation, d'électrocution, de court-circuit, d'arc électrique et d'incendie.

Une installation robotisée présente également des risques liés aux mouvements automatiques, aux moteurs, aux systèmes pneumatiques ou hydrauliques et aux redémarrages intempestifs.

La conception, l'installation, la programmation et la maintenance doivent être réalisées conformément aux normes et réglementations applicables et par des professionnels compétents.

Les dispositifs de sécurité ne doivent jamais être neutralisés ou contournés.

L'avenir des robots IA

La robotique et l'intelligence artificielle devraient continuer à se développer dans de nombreux secteurs.

Les futurs systèmes pourront notamment combiner davantage :

Intelligence artificielle ;

Vision artificielle ;

Robotique collaborative ;

Analyse de données ;

Maintenance prédictive ;

Navigation autonome ;

Communication industrielle ;

Cloud et informatique périphérique.

L'objectif sera de créer des machines toujours plus autonomes, capables d'interagir avec leur environnement et de travailler au sein d'installations industrielles de plus en plus automatisées.

Conclusion

Le robot IA associe la robotique, l'automatisation, les capteurs, les systèmes informatiques et l'intelligence artificielle afin d'automatiser certaines tâches et d'améliorer les performances des installations.

Dans l'industrie comme dans la logistique, la robotique intelligente nécessite bien plus qu'un simple robot : elle repose sur un ensemble complet de matériel électrique, automatismes, capteurs, moteurs, protections, réseaux industriels et systèmes de sécurité.

Pour concevoir une installation robotisée fiable, chaque composant doit être correctement dimensionné et compatible avec l'ensemble du système.

Robotique, automatisme, matériel industriel et intelligence artificielle : les technologies de demain reposent sur une intégration toujours plus étroite entre le numérique et l'électricité.