Les robots humanoïdes se mettent au travail

Il y a dix ans, Lors de l’événement DARPA Robotics Challenge (DRC) près de Miami, j’ai observé les robots humanoïdes les plus avancés jamais construits se frayer un chemin à travers un scénario inspiré de la catastrophe nucléaire de Fukushima. Une équipe d’ingénieurs expérimentés contrôlait chaque robot et des attaches de sécurité aériennes les empêchaient de tomber. Les robots devaient faire preuve de mobilité, de détection et de manipulation, ce qu’ils ont fait avec une lenteur douloureuse.

Ces robots étaient clairement des projets de recherche, mais la DARPA a l’habitude de catalyser la technologie dans une perspective à long terme. Les grands défis urbains et les grands défis de la DARPA pour les véhicules autonomes, en 2005 et 2007, ont constitué la base des taxis autonomes d’aujourd’hui. Ainsi, après la fin de DRC en 2015, avec plusieurs robots ayant réussi l’intégralité du scénario final, la question évidente était : quand les robots humanoïdes passeraient-ils d’un projet de recherche à un produit commercial ?

La réponse semble être 2024, lorsqu’une poignée d’entreprises bien financées déploieront leurs robots dans des projets pilotes commerciaux pour déterminer si les humanoïdes sont vraiment prêts à se mettre au travail.

L’un des robots qui ont fait leur apparition lors de la finale de la RDC en 2015 s’appelait ATRIAS, développé par Jonathan Hurst du laboratoire de robotique dynamique de l’université d’État de l’Oregon. En 2015, Hurst a cofondé Agility Robotics pour transformer ATRIAS en un robot centré sur l’humain, polyvalent et pratique appelé Digit. Approximativement de la même taille qu’un humain, Digit mesure 1,75 mètre (environ 5 pieds 8 pouces), pèse 65 kilogrammes (environ 140 livres) et peut soulever 16 kg (environ 35 livres). Agility se prépare maintenant à produire une version commerciale de Digit à grande échelle, et l’entreprise voit sa première opportunité dans le secteur de la logistique, où elle commencera à effectuer certains des travaux dans lesquels les humains agissent déjà essentiellement comme des robots.

Les robots humanoïdes sont-ils utiles ?

« Nous avons passé beaucoup de temps à travailler avec des clients potentiels pour trouver un cas d’utilisation dans lequel notre technologie peut apporter une réelle valeur ajoutée, tout en étant évolutive et rentable », explique Hurst. “Pour nous, à l’heure actuelle, ce cas d’utilisation consiste à déplacer des sacs de commerce électronique.” Les fourre-tout sont des conteneurs standardisés que les entrepôts utilisent pour stocker et transporter des articles. Lorsque les articles entrent ou sortent de l’entrepôt, les bacs vides doivent être continuellement déplacés d’un endroit à l’autre. Il s’agit d’un travail vital, et même dans les entrepôts hautement automatisés, une grande partie de ce travail est effectuée par des humains.

Agility affirme qu’aux États-Unis, plusieurs millions de personnes travaillent actuellement à des tâches de manutention de colis et que les entreprises de logistique ont du mal à maintenir les postes pourvus, car sur certains marchés, il n’y a tout simplement pas assez de travailleurs disponibles. De plus, le travail a tendance à être ennuyeux, répétitif et stressant pour le corps. « Les personnes qui effectuent ces tâches effectuent essentiellement des tâches robotisées », explique Hurst, et Agility soutient que ces personnes feraient bien mieux de faire un travail plus adapté à leurs points forts. « Nous allons assister à un déplacement de la main-d’œuvre humaine vers un rôle davantage de supervision », explique Damion Shelton, PDG d’Agility Robotics. « Nous essayons de construire quelque chose qui fonctionne avec les gens », ajoute Hurst. « Nous voulons des humains pour leur jugement, leur créativité et leur prise de décision, en utilisant nos robots comme outils pour faire leur travail plus rapidement et plus efficacement. »

Pour que Digit soit un outil d’entrepôt efficace, il doit être performant, fiable, sûr et financièrement viable à la fois pour Agility et pour ses clients. Agility est convaincue que tout cela est possible, citant le potentiel de Digit par rapport au coût et aux performances des travailleurs humains. « Ce à quoi nous encourageons les gens à réfléchir, explique Shelton, c’est combien ils pourraient économiser par heure en étant capables d’affecter leur capital humain ailleurs dans le bâtiment. » Shelton estime qu’une grande entreprise de logistique typique dépense au moins 30 $ US par heure-employé pour la main d’œuvre, avantages sociaux et frais généraux compris. Bien entendu, l’employé reçoit beaucoup moins que cela.

Agility n’est pas encore prêt à fournir des informations sur les prix de Digit, mais on nous dit que cela coûtera moins de 250 000 $ par unité. Même à ce prix, si Digit parvient à atteindre l’objectif d’Agility de 20 000 heures de travail minimum (cinq ans de deux équipes de travail par jour), cela porte le taux horaire du robot à 12,50 $. Un contrat de service ajouterait probablement quelques dollars par heure à cela. « Vous comparez cela au travail humain accomplissant la même tâche », explique Shelton, « et tant que c’est des pommes avec des pommes en termes de vitesse de travail du robot par rapport à la vitesse de travail de l’humain, vous pouvez décider si cela fait il est plus logique d’avoir la personne ou le robot.

Le robot d’Agility ne sera pas en mesure d’égaler les capacités générales d’un humain, mais ce n’est pas l’objectif de l’entreprise. « Digit ne fera pas tout ce qu’une personne peut faire », déclare Hurst. « Il s’agira simplement d’effectuer une tâche automatisée », comme déplacer des bacs vides. Dans ces tâches, Digit est capable de suivre (et en fait légèrement dépasser) la vitesse du travailleur humain moyen, si l’on considère que le robot n’a pas à répondre aux besoins d’un corps humain fragile.

Les expériences d’Amazon avec les robots d’entrepôt

La première entreprise à tester Digit est Amazon. En 2022, Amazon a investi dans Agility dans le cadre de son Fonds d’innovation industrielle, et à la fin de l’année dernière, Amazon a commencé à tester Digit sur son site de recherche et développement de robotique près de Seattle, dans l’État de Washington. Digit ne sera pas seul chez Amazon : l’entreprise compte actuellement plus de 750 000 personnes. des robots déployés dans ses entrepôts, y compris des systèmes existants qui fonctionnent dans des zones fermées ainsi que des robots plus modernes dotés de l’autonomie nécessaire pour travailler de manière plus collaborative avec les gens. Ces robots plus récents incluent des bases robotiques mobiles autonomes comme Proteus, qui peuvent déplacer des chariots dans les entrepôts, ainsi que des bras robotiques stationnaires comme Sparrow et Cardinal, qui peuvent gérer les stocks ou les commandes des clients dans des environnements structurés. Mais un robot avec des jambes sera quelque chose de nouveau.

“Ce qui est intéressant avec Digit, c’est qu’en raison de sa nature bipède, il peut s’adapter aux espaces un peu différemment”, explique Emily Vetterick, directrice de l’ingénierie chez Amazon Global Robotics, qui supervise les tests de Digit. “Nous sommes ravis d’en être à ce stade avec Digit où nous pouvons commencer à le tester, car nous allons apprendre où la technologie a du sens.”

La question de savoir où deux jambes ont un sens est une question récurrente en robotique depuis des décennies. De toute évidence, dans un monde conçu principalement pour les humains, un robot de forme humanoïde serait idéal. Mais l’équilibre dynamique sur deux jambes reste difficile pour les robots, surtout lorsqu’ils transportent des objets lourds et doivent travailler à un rythme humain pendant des dizaines de milliers d’heures. Quand vaut-il la peine d’utiliser un robot bipède au lieu de quelque chose de plus simple ?

« Les personnes qui effectuent ces travaux effectuent essentiellement des tâches robotiques. »—Jonathan Hurst, Agilité Robotique

«Le cas d’utilisation de Digit qui me passionne vraiment est le recyclage des bacs vides», déclare Vetterick. « Nous automatisons déjà cette tâche dans beaucoup de nos entrepôts avec un convoyeur, une solution d’automatisation très traditionnelle, et nous ne voudrions pas d’un robot dans un endroit où fonctionne un convoyeur. Mais un convoyeur a une empreinte spécifique et est propice à certains types d’espaces. Lorsque nous commençons à nous éloigner de ces espaces, c’est là que les robots commencent à avoir un besoin fonctionnel d’exister.

Cependant, le besoin d’un robot ne se traduit pas toujours par le besoin d’un robot avec des jambes, et une entreprise comme Amazon dispose des ressources nécessaires pour construire ses entrepôts afin de prendre en charge toute forme de robotique ou d’automatisation dont elle a besoin. Ses entrepôts les plus récents sont en effet construits de cette façon, avec des sols plats, des allées larges et d’autres considérations environnementales particulièrement favorables aux robots à roues.

« Les types de bâtiments auxquels nous réfléchissons [for Digit] ne sont pas nos bâtiments de nouvelle génération. Ce sont des bâtiments d’ancienne génération, dans lesquels nous ne pouvons pas installer de solutions d’automatisation traditionnelles car il n’y a tout simplement pas d’espace pour elles », explique Vetterick. Elle décrit le chaos organisé de certains de ces bâtiments plus anciens comme comprenant des allées plus étroites avec des supports de toit au milieu et des zones où les palettes, les cartons, les gaines de cordons électriques et les tapis ergonomiques créent des sols inégaux. « Nos bâtiments sont faciles à naviguer », poursuit Vetterick. “Mais même les petits obstacles deviennent des barrières avec lesquelles un robot à roues pourrait avoir du mal, et là où un robot qui marche pourrait ne pas le faire.” Fondamentalement, c’est l’avantage qu’offrent les robots bipèdes par rapport aux autres facteurs de forme : ils peuvent s’intégrer rapidement et facilement dans des espaces et des flux de travail conçus pour les humains. Ou du moins, c’est le but.

Vetterick souligne que le déploiement du site R&D de Seattle n’est qu’un très petit test initial des capacités de Digit. Demander au robot de déplacer les bacs d’une étagère à un convoyeur sur un sol plat et vide ne reflète pas le cas d’utilisation qu’Amazon aimerait finalement explorer. Amazon n’est même pas sûr que Digit s’avérera être le meilleur outil pour ce travail particulier, et pour une entreprise si axée sur l’efficacité, seule la meilleure solution à un problème spécifique trouvera une place permanente dans son flux de travail. “Amazon n’est pas intéressé par un robot à usage général”, explique Vetterick. « Nous sommes toujours concentrés sur le problème que nous essayons de résoudre. Je ne voudrais pas suggérer que Digit est le seul moyen de résoudre ce type de problème. C’est une voie potentielle que nous souhaitons expérimenter.

L’idée d’un robot humanoïde à usage général capable d’aider les gens dans toutes les tâches dont ils pourraient avoir besoin est certainement attrayante, mais comme Amazon le précise clairement, la première étape pour des entreprises comme Agility est de trouver suffisamment de valeur pour accomplir une seule tâche (ou peut-être quelques-unes). différentes tâches) pour parvenir à une croissance durable. Agility estime que Digit sera en mesure de développer son activité en résolvant le problème de recyclage des sacs vides d’Amazon, et l’entreprise est suffisamment confiante pour se préparer à ouvrir une usine à Salem, dans l’Oregon. Au pic de production, l’usine sera finalement capable de fabriquer 10 000 Robots numériques par an.

Une ménagerie d’humanoïdes

Agility n’est pas la seule à avoir pour objectif de déployer commercialement des robots bipèdes en 2024. Au moins sept autres entreprises travaillent également dans ce sens, avec des centaines de millions de dollars de financement. 1X, Apptronik, Figure, Sanctuary, Tesla et Unitree possèdent tous des prototypes de robots humanoïdes commerciaux.

Malgré un afflux d’argent et de talents dans le développement de robots humanoïdes commerciaux au cours des deux dernières années, il n’y a eu aucune avancée technologique fondamentale récente susceptible de contribuer de manière substantielle au développement de ces robots. Les capteurs et les ordinateurs sont suffisamment performants, mais les actionneurs restent complexes et coûteux, et les batteries ont du mal à alimenter les robots bipèdes pendant toute la durée d’un quart de travail.

Il existe également d’autres défis, notamment la création d’un robot pouvant être fabriqué avec une chaîne d’approvisionnement résiliente et le développement de l’infrastructure de services pour prendre en charge un déploiement commercial à grande échelle. Le plus grand défi est de loin le logiciel. Il ne suffit pas de simplement construire un robot capable de faire un travail : ce robot doit faire le travail avec le type de sécurité, de fiabilité et d’efficacité qui le rendra souhaitable, au-delà d’une simple expérience.

Il ne fait aucun doute qu’Agility Robotics et les autres sociétés développant des humanoïdes commerciaux disposent d’une technologie impressionnante, d’un récit convaincant et d’un énorme potentiel. La question de savoir si ce potentiel se traduira par des robots humanoïdes sur le lieu de travail dépend désormais d’entreprises comme Amazon, qui semblent prudemment optimistes. Cela constituerait un changement fondamental dans la façon dont le travail répétitif est effectué. Et désormais, il ne reste plus aux robots qu’à livrer.

Cet article paraît dans le numéro imprimé de janvier 2024 sous le titre « Année de l’humanoïde ».