Un robot qui adapte de manière autonome ses mouvements lorsqu’un produit est positionné différemment de ce qui était prévu. Une machine qui détecte des anomalies dans les composants avant qu’une panne ne survienne. L’IA physique rend ce type d’applications possible en associant l’intelligence artificielle au mouvement physique. Parallèlement, les exigences imposées aux composants qui permettent chaque mouvement deviennent plus élevées. C’est surtout lors des mouvements rapides et précis que l’on constate à quel point la commande intelligente et la mécanique sont bien coordonnées.
Qu’est-ce que l’IA physique ?
L’IA physique est un terme générique désignant les systèmes d’intelligence artificielle capables de percevoir, de prendre des décisions et d’agir dans le monde physique. Alors qu’un modèle de langage comme ChatGPT formule une réponse, l’IA physique commande une action physique. Un bras robotisé qui reconnaît un produit inconnu et choisit lui-même le bon angle de préhension en est un bon exemple. Il en va de même pour un robot mobile autonome qui adapte son itinéraire dès qu’un obstacle se présente.
Un tel système se compose globalement de trois niveaux. Les capteurs collectent des données sur l’environnement. Un modèle d’IA interprète ces données et détermine l’étape suivante. Les entraînements et les composants mécaniques transforment ensuite cette décision en mouvement physique. Cependant, c’est précisément la mécanique qui détermine la précision et la fiabilité du système dans la pratique.
Une erreur peut également avoir des conséquences directes. Une réponse incorrecte d’un chatbot peut, dans de nombreux cas, être simplement ignorée. En revanche, une erreur de positionnement d’un robot peut entraîner le rejet de pièces, des dommages ou un arrêt de production.
Qu’est-ce qui change dans la construction de machines avec l’IA physique ?
Richard Eshuis, directeur général de LM Systems, observe dans la pratique trois évolutions majeures chez les constructeurs de machines qui travaillent avec des robots intelligents et des machines pilotées par l’IA :
- Une vitesse et une précision accrues. Avec les robots intelligents, la demande de vitesses plus élevées et de mouvements plus précis augmente. Le choix et le dimensionnement corrects des composants sont donc devenus plus importants. Un guidage légèrement sous-dimensionné peut passer inaperçu dans une application à faible sollicitation. En revanche, avec des accélérations élevées et des schémas de mouvement qui changent constamment, un tel choix révèle ses limites.
- De la maintenance périodique à la maintenance prédictive. La maintenance effectuée à intervalles fixes ne tient pas toujours compte de l’intensité d’utilisation d’une machine. Nous travaillons avec THK OMNIedge, un système de surveillance de l’état des composants qui contribue à la maintenance prédictive. Cette technologie de capteurs est disponible pour les guidages, les vis et les éléments rotatifs.
Pour les composants linéaires, le système surveille notamment l’état de lubrification et détecte les signes de détérioration. Il devient ainsi possible de mieux planifier les interventions de maintenance en fonction de l’état réel d’un composant, plutôt que de se baser uniquement sur le calendrier. La surveillance de l’état des composants n’est pas la même chose que le mouvement autonome, mais elle montre à quel point les données de mesure deviennent précieuses dans les machines modernes - Des modules complets plutôt que des composants individuels. Les constructeurs de machines souhaitent accélérer le développement. Ils veulent également pouvoir adapter facilement une machine à d’autres produits ou processus de production. Les modules linéaires complets, avec guidage et entraînement intégrés, répondent parfaitement à ces besoins. Ils simplifient aussi bien le travail d’ingénierie que l’assemblage.
Les défis de la technologie linéaire
Cependant, l’IA ne modifie pas le principe fondamental de la technologie linéaire. Un guidage reste un guidage. En revanche, les exigences que les constructeurs de machines imposent aux composants évoluent.
La rigidité des composants, par exemple. Un système rigide limite les vibrations et les erreurs de positionnement, même lorsqu’un robot change brusquement de direction. De plus, les accélérations et décélérations rapides nécessitent des composants capables de résister à des charges dynamiques variables. Chaque accélération génère des forces qui s’exercent sur les guidages à recirculation de billes et les vis à billes. Ces forces se répercutent finalement sur les surfaces de contact entre les billes et les chemins de roulement.
En cas de charges variables, la durée de vie d’un composant dépend notamment de la lubrification. Le choix de la graisse lubrifiante adaptée et de sa quantité constitue donc une décision de conception tout aussi importante que le choix du type de guidage.
Collaborer avec nos ingénieurs
L’association de la mécanique et de la commande
Selon nous, la véritable valeur ajoutée de l’IA physique se situe à la croisée de la mécanique de précision et de la commande intelligente. Un logiciel intelligent ne peut pas faire grand-chose avec un système mécanique qui ne réagit pas avec suffisamment de précision. À l’inverse, un guidage de haute qualité ne peut exploiter pleinement son potentiel que lorsque l’entraînement et le logiciel sont adaptés à ses caractéristiques.
L’entraînement et la technologie linéaire doivent donc fonctionner comme un seul système parfaitement coordonné. Concevoir ces deux éléments séparément présente le risque d’obtenir une machine qui fonctionne parfaitement sur le papier, mais qui déçoit dans la pratique.
Notre vision pratique
L’IA physique ne nécessite donc pas une technologie linéaire différente, mais plutôt une autre manière de concevoir et de construire les machines. Nos ingénieurs chez LM Systems participent à la réflexion sur le choix et le dimensionnement des guidages, des vis et des modules. Des calculs peuvent également être réalisés, notamment concernant les charges, la rigidité et la durée de vie prévisionnelle. Cela permet de faire un choix solidement étayé pour la conception mécanique de la machine. Contactez-nous pour plus d’informations.