IA physique
Qu’est-ce que l’IA physique ?

L’IA physique fait référence à une branche de l’intelligence artificielle qui permet aux machines de percevoir, de comprendre et d’interagir avec le monde physique en traitant directement les données provenant d’une variété de capteurs et d’actionneurs. Contrairement à l’IA générative, qui s’appuie sur les données fournies par l’humain et fonctionne principalement dans le domaine numérique, les systèmes d’IA physiques collectent des données du monde réel via des outils tels que des caméras, des microphones, des capteurs de température, des unités de mesure inertielles, des radars et des lidars. Ces systèmes utilisent ces données sensorielles pour effectuer une perception, un raisonnement et une prise de décision en temps réel, leur permettant de réagir de manière rapide et dynamique à leur environnement.

L’IA physique représente un progrès significatif par rapport à l’automatisation traditionnelle préprogrammée en dotant les machines d’un raisonnement cognitif et d’une conscience spatiale. Cela leur permet de s’adapter à des scénarios complexes et imprévisibles, en apprenant de leurs interactions d’une manière qui imite le comportement humain. Souvent appelée «∘IA physique générative∘» en raison de sa capacité à générer à la fois des informations et des actions, l’IA physique établit la communication entre les mondes numérique et physique, permettant aux machines non seulement de traiter des informations, mais également d’agir de manière pertinente dans des contextes réels.

Image d’une exploitation agricole intelligente moderne utilisant des robots pour récolter des légumes.
  • Comment fonctionne l’IA physique
  • L’IA physique et ses applications sectorielles
  • Les atouts d’un partenariat avec HPE
Comment fonctionne l’IA physique

Comment l’IA physique fonctionne-t-elle ?

  • Données sensorielles : Les systèmes d’IA physique utilisent des capteurs pour percevoir et interagir avec leur environnement. Les capteurs collectent les informations suivantes :

– Les images et vidéos des caméras permettent à l’IA de «∘voir∘» et de comprendre son environnement. Des algorithmes de vision par ordinateur analysent les données visuelles afin de reconnaître les objets, de suivre les mouvements et de détecter les changements environnementaux.

– Le son est capturé par des microphones et analysé par des algorithmes d’IA qui œuvrent pour reconnaître la langue parlée ou détecter des bruits spécifiques.

– Les jauges de température sont importantes pour le contrôle du climat et les processus de fabrication qui régulent la température.

– Les voitures autonomes et la robotique utilisent le radar et le lidar pour identifier les obstacles et cartographier leur environnement. Ces capteurs fournissent des données spatiales 3D pour aider les systèmes d’IA à naviguer et à comprendre leur environnement.

– Les accéléromètres et les gyroscopes suivent l’orientation, la vitesse et le mouvement des systèmes d’IA. Dans des situations dynamiques telles que les voitures autonomes ou les drones, ils sont essentiels au positionnement des robots.

  • Traitement des données : Les données sensorielles doivent être traitées pour comprendre le monde physique :

– Des algorithmes avancés tels que le machine learning (ML) et le deep learning (DL) traitent les informations sensorielles. Ces algorithmes peuvent comprendre des données complexes et trouver des modèles environnementaux cachés.

– Les systèmes d’IA utilisent des modèles cognitifs avancés pour déduire les intentions, prédire les résultats futurs et interpréter les données ambiguës ou incomplètes. Par exemple, un robot peut anticiper une approche humaine et se comporter en conséquence.

– La navigation et la manipulation d’objets nécessitent une conscience spatiale. Les systèmes d’IA physique construisent des cartes 2D ou 3D, et se déplacent en temps réel via le traitement des données.

  • Décisions en temps réel : Les systèmes d’IA physique réagissent rapidement aux changements environnementaux et font des choix en temps réel. Cette technique fait intervenir les facteurs suivants :

– Une automobile autonome qui réagit à une personne croisant son chemin utilise les données des capteurs pour mettre à jour sa compréhension de l’environnement et modifier son comportement.

– La prise de décision en temps réel nécessite généralement de réagir à des événements imprévus. Lorsqu’il vole au milieu d’une foule, un drone autonome peut éviter dynamiquement les obstacles.

– Dans des contextes multivariables, les systèmes d’IA physique hiérarchisent les tâches par urgence ou priorité afin d’effectuer des opérations importantes en toute sécurité.

  • Exécution de l’action : Après avoir pris des décisions, les systèmes d’IA physique doivent agir :

– Les actionneurs convertissent les décisions de l’IA en actions physiques. Des moteurs peuvent entraîner des roues, des bras peuvent actionner des objets et des capteurs de pression peuvent fournir une force. Le raisonnement numérique de l’IA interagit avec l’environnement physique via des actionneurs.

– Les actionneurs aident les robots et les véhicules autonomes à naviguer. Cela peut nécessiter de diriger, d’accélérer, de freiner, de grimper ou de déverrouiller des portes.

– Les systèmes d’IA physique qui interagissent avec les humains ont besoin d’actionneurs reproduisant les mouvements humains, les expressions faciales et la synthèse vocale.

  • Apprentissage/adaptation : L’apprentissage et l’amélioration sont essentiels à l’IA physique. Voici comment :

– Les systèmes d’IA physique utilisent l’apprentissage par renforcement, qui apprend par essais et erreurs. Le système exécute des tâches, reçoit des remarques positives ou négatives, et modifie ses performances.

– Ces systèmes deviennent plus résilients face à des situations imprévues ou complexes. Par exemple, une voiture autonome pourrait apprendre à prédire le comportement des piétons dans différentes conditions de circulation.

– Les systèmes d’IA physiques peuvent apprendre de leurs alentours pour s’adapter à de nouveaux environnements. Un robot de gestion des stocks d’entrepôt peut être formé pour éviter de nouvelles barrières ou améliorer le suivi des stocks.

  • Applications : L’IA physique a plusieurs utilisations industrielles, et notamment les suivantes :

– Les robots autonomes rendent possibles les livraisons, la gestion des entrepôts et la chirurgie. L’IA physique les aide à voyager, à interagir avec les humains et à effectuer des tâches difficiles.

– L’IA physique aide les véhicules autonomes à évaluer l’environnement, à prendre des décisions en temps réel (comme freiner ou changer de voie) et à les exécuter en toute sécurité.

– L’IA physique peut optimiser la consommation d’énergie, contrôler l’éclairage et la température, et assurer la surveillance dans les maisons et les bureaux.

– Les dispositifs chirurgicaux robotisés utilisent fréquemment des actions et des prises de décision précises avec l’IA pour effectuer des procédures mini-invasives de manière très précise.

– Les robots d’entrepôt dotés d’une IA physique peuvent transporter des marchandises, suivre les stocks et optimiser les zones de stockage.

– L’IA physique optimise les opérations, s’adapte aux situations de la chaîne de production et contrôle la qualité.

  • Caractéristiques principales : Intégration numérique-physique

L’IA physique définit la capacité à relier les mondes numérique et physique. Cela signifie que le système d’IA «∘pense∘» et interagit avec l’environnement physique de manière intuitive et pratique. L’IA physique utilise la perception sensorielle, la prise de décision, l’exécution d’actions et la formation continue pour créer des machines intelligentes capables de gérer les complexités du monde réel dans la robotique, les véhicules autonomes, les soins de santé et d’autres domaines.

L’IA physique et ses applications sectorielles

Comment l’IA physique aide les industries

L’IA physique combine l’observation, la cognition et l’action physique pour changer la façon dont les machines interagissent avec le monde. Les robots, les véhicules autonomes et les appareils intelligents dotés de capacités de détection, de réflexion et d’action en temps réel utilisent des systèmes d’IA physiques. Ces systèmes collectent des données de capteurs, les traitent avec des algorithmes d’IA avancés, prennent des décisions dynamiques et effectuent des activités physiques, présentant un énorme potentiel dans tous les secteurs. L’IA physique améliore l’efficacité, la précision et l’innovation dans les transports, les soins de santé, la fabrication et la vente au détail en reliant l’intelligence numérique à la capacité physique.

  • Transport : L’IA physique permet de créer des solutions de mobilité plus sûres, plus intelligentes et plus autonomes :

– Automobiles : À l’aide de caméras, de radars, de lidars et de capteurs inertiels, les voitures autonomes utilisent l’IA physique pour éviter les obstacles et respecter le code de la route. La prise de décision en temps réel permet de s’adapter aux mouvements brusques des piétons et aux changements météorologiques.

– Gestion de flotte : Les solutions logistiques pilotées par l’IA optimisent les itinéraires en fonction du trafic, du carburant et des délais de livraison, permettant ainsi d’économiser du temps et de l’argent.

– Transports publics : L’IA physique améliore la fiabilité et l’expérience utilisateur dans les bus et les trains intelligents en prédisant la maintenance, la sécurité des passagers et l’optimisation des itinéraires.

– Drones et robots de livraison : L’IA physique permet aux systèmes de livraison autonomes aériens et terrestres de naviguer dans des environnements urbains et ruraux en toute sécurité et rapidement.

  • Soins de santé : La précision, la réduction des erreurs et la disponibilité des services médicaux sont révolutionnées par l’IA physique :

– Chirurgie robotique : L’IA et des actionneurs précis aident à réaliser des chirurgies difficiles. Les remarques en temps réel sont analysées pour effectuer des mouvements à micro-échelle qui surpassent les humains.

– Rééducation et dispositifs d’assistance : Les prothèses et exosquelettes dotés d’IA offrent une rééducation et une aide à la mobilité individualisées en s’adaptant aux mouvements et à l’environnement de l’utilisateur.

– Surveillance des patients : Les gadgets portables et les lits intelligents dotés d’une IA physique surveillent les signes vitaux, les mouvements et l’environnement pour avertir immédiatement le personnel médical de toutes irrégularités.

– Robots de téléprésence : L’IA physique permet aux robots d’aider les cliniciens à évaluer les patients à distance, en particulier dans des endroits mal desservis ou isolés, améliorant ainsi l’accès et minimisant les risques d’exposition.

  • Fabrication : L’IA physique automatise, adapte et contrôle les lignes de production :

– Robotique intelligente : Les capteurs de vision et tactiles permettent d’assurer la précision du soudage, de l’assemblage et de la peinture. L’IA permet à ces appareils de réagir instantanément aux changements de matériaux ou de conception de produits.

– Maintenance prédictive : Les systèmes d’IA utilisent des capteurs pour prédire les pannes industrielles, réduisant ainsi les temps d’attente et les dépenses.

– Inspection de la qualité : Les systèmes d’IA physiques inspectent visuellement les articles à la recherche de défauts de façon plus rapide et précise que les humains.

– Collaboration homme-robot : Les cobots (robots collaboratifs) aident les humains à faire leur travail de manière sûre et efficace.

  • Vente au détail : L’IA physique transforme l’expérience client et les opérations back-end :

– Robots d’inventaire : Les robots intelligents équipés de caméras suivent les articles perdus, réduisent les pertes et surveillent les niveaux de stock.

– Systèmes de paiement intelligents : Les kiosques ou chariots intelligents pilotés par l’IA reconnaissent les marchandises et traitent les paiements sans numérisation manuelle, simplifiant ainsi le paiement.

– Interaction client : Les robots de magasin et les assistants intelligents pilotés par l’IA aident les clients à identifier les produits, à répondre aux demandes de renseignements et à fournir des recommandations personnalisées.

– Automatisation des entrepôts : L’IA physique optimise les systèmes de stockage et de récupération dans les structures d’e-commerce pour accélérer l’exécution des commandes.

L’IA physique permet aux machines de percevoir, de décider et d’agir dans la vie réelle, sans se limiter à l’automatisation. Son intégration aux transports, aux soins de santé, à l’industrie et au commerce de détail améliore l’efficacité, la précision et la réactivité. L’adoption de l’IA physique stimulera l’innovation, la sécurité et la compétitivité de nouvelle génération à mesure que les industries s’adapteront.

Les atouts d’un partenariat avec HPE

Les atouts d’un partenariat avec HPE

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