Les technologies de vision et d'imagerie stimulent l'innovation au-delà de la fabrication traditionnelle

Les technologies de vision et d'imagerie servent depuis longtemps d'activateurs critiques dans divers secteurs, de l'assemblage automobile à l'inspection qualité. Dans les contextes industriels, les systèmes de vision machine augmentent la productivité, réduisent les défauts et abaissent les coûts d'exploitation, les rendant indispensables pour la fabrication moderne.

Le marché industriel de la vision machine se développe à un rythme record. Selon Alex Shikany, VP Marketing et Services aux membres de l'Association for Advancing Automation (A3), les ventes nord-américaines ont augmenté de 26 % au premier semestre 2021, atteignant un record de 764 millions USD. Une enquête A3 2021 a révélé que plus de 95 % des répondants anticipent une croissance soutenue pour les six prochains mois. Le Dr Chris Yates de Vision Ventures attribue cette dynamique à une prise de conscience accrue de la valeur de la vision, à la baisse des coûts des composants et logiciels, à une interopérabilité améliorée et à une conception conviviale.

Les industries matures et émergentes adoptent la vision et l'imagerie, mais quelles nouvelles applications sont à l'horizon ?

Des sols d'usine aux champs agricoles

L'agriculture exploite de plus en plus la vision machine, comme en témoigne la projection de l'USDA selon laquelle le revenu agricole américain augmentera de 7,3 % en 2021 pour atteindre 486 milliards USD, en partie grâce à l'automatisation. L'agriculture verticale — un secteur en pleine croissance qui cultive des cultures dans des tours empilées à climat contrôlé — se distingue comme particulièrement propice à l'assistance robotique.

L'« agriculture de précision » attire depuis longtemps les efforts d'automatisation. Les tracteurs autonomes naviguent désormais dans les champs grâce au GNSS/GPS, mais une vraie autonomie exige une perception robuste pour détecter et éviter les obstacles tels que les humains et le bétail. Des capteurs comme les caméras infrarouges, le LiDAR et les systèmes 3D temps de vol sont de plus en plus intégrés dans les robots agricoles. Certaines machines autonomes effectuent même du désherbage sans produits chimiques en utilisant des modèles de vision par apprentissage profond.

L'automatisation de la récolte repose fortement sur l'imagerie. Les cobots et machines autonomes utilisent des caméras et l'IA pour distinguer les produits mûrs des non mûrs, guidant des opérations précises de prélèvement et placement. Abundant Robotics a rapporté des essais réussis d'un robot cueilleur de pommes qui identifie les fruits mûrs via la vision. L'Université de Cambridge a démontré un robot cueilleur de laitue utilisant plusieurs caméras et des algorithmes d'apprentissage automatique pour localiser des têtes saines pour la récolte.

Les fermes verticales bénéficient d'environnements contrôlés, les rendant idéales pour la plantation et la récolte guidées par la vision. Les robots peuvent placer avec précision des semis dans les tours et cueillir plus tard les cultures mûres, maximisant le rendement et réduisant la main-d'œuvre.

Dans l'agriculture conventionnelle, la vision machine aide à l'inspection des cultures, détectant le stress hydrique ou les maladies. L'imagerie multispectrale et hyperspectrale — que ce soit sur des capteurs au sol ou des drones — est devenue un outil éprouvé pour l'analyse au niveau des champs. L'imagerie infrarouge améliore encore la détection des anomalies de santé des plantes.

L'usinage de précision rencontre la perception avancée

Le secteur de l'usinage de précision (CNC), évalué à environ 400 milliards USD, adopte également la vision machine pour améliorer la qualité et l'efficacité. En 2021, l'industrie a crû d'environ 7 %, propulsée par l'automatisation qui réduit les défauts, coupe les coûts d'exploitation et améliore l'utilisation de la main-d'œuvre.

La conduite de machines robotique, longtemps pratiquée dans la production de gros volumes, gagne du terrain dans l'usinage de précision. Les robots guidés par la vision gèrent maintenant le chargement/déchargement de pièces, permettant des séries de petits lots à mélange élevé avec une intervention humaine minimale. L'imagerie 3D émerge comme un changement de jeu pour le prélèvement aléatoire en bac de pièces, éliminant le besoin de fixations personnalisées et réduisant les temps de cycle.

Ces exemples illustrent comment les technologies de vision et d'imagerie continuent d'ouvrir de nouvelles frontières dans tous les secteurs, offrant une qualité supérieure, des coûts inférieurs et une plus grande flexibilité opérationnelle.