Qu'est-ce que le Spatial Computing ?

Basé sur la traduction d'un texte en anglais.

Face à l’évolution rapide des marchés, les industriels cherchent à transformer numériquement leurs activités, optimiser la performance et la sécurité des employés, dans leurs usines, leurs entrepôts ou sur leurs chantiers ; de ce fait, ils s’interrogent de plus en plus sur le « Spatial Computing », informatique spatiale en français, et les avantages qu’ils peuvent tirer de cette technologie. 

Le terme « Spatial Computing » a été défini par Simon Greenwold, ancien élève du MIT Media Lab, dans sa thèse très futuriste publiée en 2003. Cependant, sa thèse et sa vision n’ont pu se concrétiser que récemment, grâce aux progrès des technologies que sont :

• l'intelligence artificielle (IA), 
• les capteurs de caméras et la computer vision qui permettent de voir et comprendre ou interpréter les images, 
• l'Internet des objets (IoT) qui surveille et contrôle les produits et les biens,
• et la réalité augmentée (AR) qui fournit l'interface utilisateur.

L'informatique spatiale permet de géolocaliser un véhicule autonome sur la route ou un robot dans une usine en combinant une partie ou la totalité de ces technologies. Cette information sur la localisation relative, c'est-à-dire la localisation par rapport à d'autres lieux, vient élargir le concept d'« informatique traditionnelle ». Par exemple, un véhicule autonome utilise le GPS, le LiDAR, les capteurs de caméras et d'autres technologies pour trianguler sa position précise et mesurer sa proximité par rapport aux objets dans l'environnement de conduite.

La prévalence de l'automatisation, ainsi que des machines travaillant aux côtés de l'homme, augmente à l'échelle mondiale. L'informatique spatiale favorise une cohabitation et une collaboration plus harmonieuse entre les humains et les machines. C'est le moyen ultime pour optimiser l’organisation et la performance du travail sur des sites entiers, où opèrent des hommes et des machines. 

L'informatique spatiale fait progresser les machines déjà intelligentes

Les opérations d'entrepôt automatisées démontrent bien la pertinence de l'informatique spatiale. L'« effet Amazon », qui booste les ventes du e-commerce et l'engouement des consommateurs pour une livraison express, a transformé les entrepôts de détail. Les marchandises doivent être rapidement déplacées pour satisfaire des dizaines de milliers de commandes quotidiennes.

Dans ces opérations autonomes, les véhicules guidés autonomes (AGV) traitent en permanence l'emplacement, la position relative et la vitesse. Ces informations en temps réel permettent de définir la localisation du véhicule autonome dans son environnement, sa position précédente et son déplacement futur, mais aussi sa vitesse de déplacement. L'informatique spatiale gère et optimise la gestion d’une flotte d'AGV dans un environnement 3D dynamique : elle utilise leur emplacement relatif les uns par rapport aux autres, la proximité des marchandises cibles et les points de destination pour acheminer la bonne marchandise au bon endroit et de la manière la plus efficace possible.

L’informatique spatiale trouve de nombreuses applications, au-delà des scénarios aussi sophistiqués qu'un entrepôt autonome. Les aspirateurs intelligents comme le Roomba utilisent des technologies spatiales similaires pour naviguer dans vos espaces de vie.

L’informatique spatiale au service d’une meilleure collaboration Homme-Machine 

Bien qu’encore émergente, l’informatique spatiale ouvre un nouveau paradigme pour les interfaces homme-machine en renforçant les interactions avec les systèmes physiques dans les environnements industriels comme les usines.

Programmation robotique industriel simplifiée et contextualisée

Pour que les robots puissent réaliser de nouvelles tâches sur une chaîne de production, il est nécessaire de les reprogrammer. La reprogrammation peut amener à des arrêts de production potentiellement coûteux qui impactent la performance de la production et nécessitent la présence d’ingénieurs spécialisés pour les mises à jour de logiciels. 

L'informatique spatiale facilite la reprogrammation robotique contextualisée. Sans être un expert de la programmation en robotique industriel, l’opérateur peut ainsi comprendre, contrôler et programmer plus aisément et très rapidement les mouvements du robot.

La programmation est rendue simple et visuelle par des flux de données logiques personnalisables grâce auxquels les mouvements du robot s’effectuent dans le champ de vision de l’opérateur, favorisant une interaction plus collaborative. 

Un opérateur mobile peut ainsi définir le parcours que devra emprunter un robot mobile pour déplacer des charges lourdes à travers une usine ; une mission qui peut s’avérer pénible et dangereuse pour les humains.

Amélioration de la productivité de la main-d'œuvre

Les usines et les sites industriels cherchent constamment à optimiser les flux de travail et les mouvements de leurs employés. 71% des fabricants déclarent que les études ergonomiques traditionnelles sont importantes pour cette optimisation de la main-d'œuvre, mais 43 % n’ont pas confiance dans les données qu'elles fournissent.

L'utilisation de l'analyse spatiale peut alors jouer un rôle clé dans l’amélioration continue des processus de fabrication en permettant d'identifier les goulots d'étranglement plus précisément et plus facilement que les méthodes traditionnelles, au bénéfice de l'efficacité de la main-d'œuvre, de la sécurité, de la productivité et de la capacité à lancer de nouveaux produits sur le marché plus rapidement.

Comme nous pouvons le voir, l’AR/MR est l'interface utilisateur parfaite pour s'engager dans l'informatique spatiale, car elle permet aux hommes de visualiser les données dans un contexte physique. Il est important toutefois de noter que toutes les solutions AR/MR ne sont pas de l'informatique spatiale, celles-ci n'utilisant pas toutes les données de localisation.

Dernières réflexions

Cet article n’a présenté que quelques cas d'utilisation potentiels dans lesquels l'informatique spatiale est un levier de valeur commerciale pour les produits, les processus, les personnes et les usines et entrepôts. Avec trois quarts de la main-d'œuvre mondiale travaillant en première ligne et des investissements à hauteur de plusieurs milliards de dollars dans des installations et des équipements, les possibilités d'optimisation des processus sont considérables.

Bien qu'elle n'en soit qu'à ses débuts, l'informatique spatiale deviendra une réalité pour les industriels à mesure que les technologies telles que l'IIoT, l’AR/MR et l'IA seront plus largement adoptées et que de nouvelles sources de données de localisation seront disponibles.

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