AGV et AMR Computer

L'IA physique et les exigences qu’elle impose à l’informatique des VGA et des RMA

Les systèmes AGV et AMR traditionnels reposaient sur des itinéraires fixes, des cartes prédéfinies et des réponses fondées sur des règles. À mesure que ces technologies sont déployées dans des environnements mixtes (humains et robots), des entrepôts aux espaces non structurés et des sites de production dynamiques, les exigences en matière de calcul évoluent radicalement. On attend désormais des robots qu'ils perçoivent leur environnement en temps réel, prennent des décisions autonomes adaptées au contexte et exécutent des actions physiques précises avec une latence minimale. C'est ce que l'IA physique exige de la couche matérielle.

Pour répondre à ces besoins, il faut une plateforme informatique capable de gérer l'intégralité de la boucle, de la perception à l'action, sans rupture de chaîne.

• Côté perception : le système doit traiter des flux de données simultanés provenant de caméras, de LiDARs et de centrales inertielles suffisamment rapidement pour que la compréhension de l'environnement par le robot reste actualisée.
• Côté décision : l'inférence d’IA doit s'exécuter localement avec une latence suffisamment faible pour que la navigation, l'évitement d'obstacles et l'affectation des tâches s'opèrent en temps réel, sans dépendre des temps de transfert réseau.
• Côté action : le résultat de cette inférence doit se traduire par des signaux de commande moteur déterministes aux timings prévisibles ; en effet, dans le domaine de la robotique critique pour la sécurité, toute variation de latence au sein de la boucle de commande est inacceptable.

Les plateformes d'ARBOR sont conçues pour prendre en charge chaque étape de cette boucle.

Le choix entre un système basé sur NVIDIA Jetson AGX Orin, une plateforme Intel avec Hailo-8 ou une plateforme Intel avec MemryX MX3 dépend de la répartition de la charge de travail au sein de cette boucle et du niveau d'exigence de chaque étape pour l'application spécifique.

Capacités de la plateforme sur l'ensemble de la boucle Perception, Décision et Action

• Perception multi-capteurs et fusion de données

  Les plateformes ARBOR prennent en charge le traitement simultané des données provenant de caméras, de LiDAR, d'unités de mesure inertielle (IMU) et d'autres capteurs via des interfaces GigE, USB Vision, CAN Bus et série. Des entrées/sorties à large bande passante permettent une fusion fiable des données de capteurs et une connaissance de la situation en temps réel, sans goulots d'étranglement.  

• Inférence d’IA de proximité (Edge AI) pour une prise de décision en temps réel

  Pour la navigation et l'évitement d'obstacles pilotés par l'IA, ARBOR propose des options informatiques évolutives, allant des plateformes NVIDIA Jetson AGX Orin pour l'inférence avancée multi-modèles aux systèmes basés sur Intel avec accélérateurs Hailo-8 ou MemryX MX3 pour un traitement d'IA en périphérie économe en énergie.  

• Contrôle déterministe pour une exécution précise

  Les plateformes ARBOR offrent une réponse système prévisible et à faible latence pour le contrôle de mouvement, l'évitement de collisions et les applications robotiques critiques pour la sécurité, garantissant un fonctionnement précis dans des environnements industriels dynamiques.  

• Conception robuste non-ventilée pour un fonctionnement continu

  Conçus pour être déployés en usine ou en entrepôt, les systèmes ARBOR sont dotés d'un refroidissement sans ventilateur, d'une robustesse de qualité industrielle et d'une large plage de tension d'entrée, assurant une fiabilité opérationnelle mobile 24h/24 et 7j/7, même dans des conditions difficiles.  

• Connectivité sans fil pour la coordination de flotte

  La prise en charge intégrée du Wi-Fi, de la 4G/5G et du GNSS optionnel permet une communication en temps réel avec les systèmes de gestion de flotte, favorisant un fonctionnement coordonné des robots, un positionnement en temps réel et une surveillance à distance.  

Scénarios de déploiement courants

• Automatisation des entrepôts et de la logistique

  Prise en charge du transport autonome de palettes, du réapprovisionnement de type marchandise vers l'homme et de l'optimisation dynamique des itinéraires grâce à une informatique IA fiable, conçue pour un fonctionnement continu en entrepôt.  

• VGA pour usines intelligentes et ateliers de production

  Permet une manutention automatisée des matériaux et une intégration transparente avec les plateformes de gestion de production MES et de gestion du stock WMS, garantissant des flux de production efficaces et coordonnés.  

• Chariots élévateurs autonomes et manutention de charges lourdes

  Gère la perception 3D haute résolution, la détection de charge et l'intégration des systèmes de sécurité pour un fonctionnement précis dans les entrepôts à grande hauteur (high-bay) et les zones à allées étroites.  

• Robots d'inspection et de patrouille

  Accélère l'analyse d'images en temps réel, la détection d'anomalies et la surveillance des équipements grâce à un traitement par l’IA embarqué pour des tâches d'inspection autonomes en continues.  

Comment choisir la bonne plateforme pour les applications VGA ou RMA

Le choix de la plateforme pour les projets de VGA et de RMA dépend généralement de la répartition de la charge de travail au sein de la boucle « perception-décision-action » et du niveau d'exigence de chaque étape pour l'application visée. Les systèmes exécutant simultanément des inférences multi-modèles pour le SLAM, la détection d'objets et la planification de trajectoire nécessitent généralement une puissance de calcul de classe Jetson. En revanche, les applications nécessitant une inférence dédiée à une ou deux tâches spécifiques, parallèlement aux fonctions de contrôle standard, tirent souvent davantage parti d'une plateforme basée sur Intel dotée d'un accélérateur d'IA spécialisé.

À partir de là, les exigences relatives aux interfaces de capteurs, à la connectivité sans fil, au budget énergétique et au format physique permettent d'affiner le choix en fonction de la conception du robot et de son environnement opérationnel.

• Méthode de navigation : VGA à itinéraire fixe, RMA basé sur le SLAM ou système hybride
• Charge de travail IA : détection d'objets, fusion de données de capteurs, complexité de la planification de trajectoire
• Architecture de la plateforme : basée sur Jetson, Intel avec Hailo-8 ou Intel avec MemryX MX3
• Interfaces de capteurs : LiDAR, type de caméra, centrale inertielle (IMU), connectivité des codeurs
• Connectivité sans fil : Wi-Fi, 4G/5G, GNSS pour la coordination de flotte
• Plage de tension d'alimentation et compatibilité avec la tension de la batterie
• Plage de température de fonctionnement et tolérance aux chocs/vibrations
• Facteur de forme et contraintes de montage au sein du châssis du robot

Foire aux questions

Q : Qu'est-ce que l'IA physique et pourquoi est-elle essentielle pour les systèmes VGA et RMA ?

R : L'IA physique désigne les systèmes d'IA qui perçoivent, raisonnent et agissent dans le monde réel, plutôt que de fonctionner dans des environnements purement numériques. Pour les applications VGA et RAM, cela se traduit par des robots capables de naviguer dans des espaces non structurés, de réagir de manière autonome aux conditions du monde réel et de collaborer en toute sécurité avec les opérateurs humains. Prendre en charge l'IA physique nécessite des plateformes informatiques capables de boucler l'intégralité de la chaîne perception, décision et action avec une faible latence et un contrôle déterministe, et non de simples performances d'inférence brutes.

Q : Qu'est-ce qu'un calculateur pour RMA ?

R : Un calculateur pour RMA est la plateforme informatique embarquée qui sert de cœur de traitement central à un robot mobile autonome. Il traite les données de capteurs en temps réel (LiDAR, caméras, centrales inertielles/IMU), exécute les algorithmes de navigation et d'évitement d'obstacles, et gère la communication avec les systèmes de gestion de flotte, permettant ainsi au robot de fonctionner de manière autonome dans des environnements dynamiques.

Q : Quelle est la différence entre un calculateur pour VGA et un calculateur pour RMA ?

R : Les calculateurs pour VGA se concentrent généralement sur l'acquisition fiable de données capteurs, la commande des moteurs et la communication avec une infrastructure fixe pour la navigation sur des itinéraires prédéfinis. Les calculateurs pour RMA gèrent des charges de travail plus complexes, telles que la planification dynamique de trajectoire, la fusion multi-capteurs et la cartographie de l'environnement en temps réel. À mesure que les systèmes VGA adoptent la navigation par vision, les exigences informatiques entre les deux tendent à converger.

Q : Quand choisir une plateforme Jetson AGX Orin plutôt qu'une plateforme Intel avec Hailo-8 ou MemryX MX3 ?

R : Les systèmes basés sur Jetson AGX Orin sont mieux adaptés aux applications à forte intensité d'IA nécessitant le traitement simultané de la fusion multi-capteurs, du SLAM et de charges de travail de perception complexes. Les plateformes basées sur Intel avec accélérateurs Hailo-8 ou MemryX MX3 constituent un choix judicieux lorsque l'application nécessite une inférence dédiée à des tâches spécifiques en parallèle des fonctions de contrôle standard, offrant une empreinte énergétique plus efficace que les systèmes de classe Jetson.

Q : Pourquoi les systèmes VGA et RMA ont-ils besoin de plateformes informatiques durcies ?

R : Les robots mobiles évoluent dans des environnements industriels où les vibrations, la poussière, les variations de température et la tension variable des batteries embarquées créent des conditions pour lesquelles le matériel informatique standard n'est pas conçu. Les plateformes durcies sans ventilateur (fanless), dotées d'une large plage d’alimentation en tension d'entrée et d'une conception de qualité industrielle, réduisent les risques de panne et répondent aux exigences de disponibilité des opérations automatisées 24/7.

Q : Que dois-je vérifier avant de sélectionner une plateforme informatique pour un projet VGA ou RMA ?

R : Commencez par la méthode de navigation et les exigences en matière de charge de travail IA à travers les étapes de perception, de décision et d'action de l'application. Examinez ensuite les besoins en interfaces de capteurs, la connectivité sans fil, la plage de tension d'entrée, la température de fonctionnement et les contraintes de facteur de forme. Pour les déploiements multi-robots, il est également judicieux de vérifier dès le début du projet les capacités de communication de la flotte et la disponibilité à long terme de la plateforme.

Découvrez la gamme de systèmes informatiques durcis dotés d'IA d'ARBOR, conçus pour la robotique autonome, l'automatisation des entrepôts et l'industrie intelligente.