Créez un compte étudiantLe défi
La plupart des robots actuels sont conçus pour des environnements structurés tels que les usines et les entrepôts. Fauna Robotics poursuit un objectif bien plus ambitieux : des robots conçus pour opérer en toute sécurité aux côtés des personnes dans les espaces quotidiens.
Partant de la conviction que les robots devraient s'adapter et réagir au monde qui les entoure plutôt que l'inverse, Fauna Robotics a créé Sprout, une plateforme robotique humanoïde conçue pour l'expérimentation et le développement. Au lieu d'être conçu pour une seule tâche, Sprout offre aux chercheurs et aux organisations une base flexible sur laquelle s'appuyer, qu'il s'agisse d'universités, de recherches avancées en matière d'IA ou d'applications concrètes dans le commerce de détail et les entreprises.
« Notre vision est que les robots humanoïdes devraient être conçus pour les humains », explique Anthony Moschella, vice-président des produits et du matériel chez Fauna Robotics. « Nous voulions créer quelque chose qui soit sûr, convivial et facile à déployer afin que les développeurs du monde entier puissent commencer à explorer comment les robots et les humains interagissent dans le même espace. »
L'élaboration de cette vision a nécessité des cycles de développement matériel extrêmement rapides. Les systèmes mécaniques, la conception industrielle, l'électronique et les environnements de simulation devaient tous évoluer ensemble au fur et à mesure que l'équipe peaufinait les conceptions. Et comme Sprout est une plateforme de développement, les flux de travail d'ingénierie en aval de Fauna doivent évoluer rapidement. Les API, les outils de simulation et les pipelines d'intégration doivent connecter les données de conception aux environnements logiciels de robotique.
Les systèmes de CAO traditionnels basés sur des fichiers, confrontés à des flux de conception obsolètes et à de lourdes charges administratives, n'allaient pas suffire. Fauna s'est tournée vers Onshape de PTC: un partenaire CAO+PDM moderne et cloud natif qui prend en charge la collaboration en temps réel, l'expérimentation rapide et la gestion des données produits intégrée dès le premier jour.
Résultats
- Collaboration en temps réel facilitée entre les concepteurs et les ingénieurs travaillant dans le même environnement de conception partagé
- Expérimentation de conception accélérée grâce au PDM intégré d'Onshape, permettant un prototypage rapide sans perturber l'assemblage principal
- Connecter les données CAO aux flux de travail en aval grâce aux intégrations d'API ouvertes d'Onshape
- Rationalisation des versions de prototypage et de fabrication grâce à la gestion en temps réel de la nomenclature et au contrôle des révisions
Tout ce que nous avons fait du début à la fin a été optimisé pour la rapidité. Onshape nous a aidés à gérer les versions sans commettre d'erreur ni expédier d'anciennes révisions, afin que nous puissions construire des prototypes le plus rapidement possible.»
La collaboration en temps réel permet une conception interdisciplinaire rapide
Les robots humanoïdes réunissent un mélange inhabituel de disciplines de conception. Les structures mécaniques, l'électronique, les capteurs, les actionneurs et les logiciels doivent tous s'intégrer au sein d'un système compact et hautement intégré, tout en conservant la personnalité visuelle et l'accessibilité que Fauna souhaite que ses robots incarnent.
Une étroite collaboration entre les concepteurs industriels, les ingénieurs en mécanique et les ingénieurs en logiciel est donc essentielle.
Grâce à la plateforme cloud native d'Onshape, l'équipe de Fauna travaille dans un environnement de conception partagé où tout le monde voit le même modèle CAO en temps réel. Au lieu d'exporter des fichiers ou d'attendre des versions mises à jour, les ingénieurs et les concepteurs peuvent s'appuyer directement sur le travail de chacun au fur et à mesure de l'évolution de la conception.
« L'utilisation d'Onshape dans notre flux de travail repose en partie sur la possibilité de collaborer très rapidement entre plusieurs concepteurs », explique Anthony Moschella, vice-président des produits et du matériel chez Fauna Robotics. « Nos concepteurs industriels peuvent développer des modèles de surface, et les ingénieurs peuvent immédiatement les récupérer et détailler la face arrière de la pièce. La nature collaborative inhérente à Onshape rend ces allers-retours vraiment fluides. »
Cette rapidité est importante non seulement pour l'efficacité de l'ingénierie, mais aussi pour la vision du produit elle-même. Fauna a intentionnellement conçu Sprout pour qu'il soit plus accessible qu'une plate-forme robotique classique, ce qui signifie que la conception industrielle et l'ingénierie mécanique doivent évoluer ensemble plutôt que dans des silos séparés.
« Si vous regardez notre robot, la conception industrielle est un peu différente », explique Dave Petrillo, ingénieur mécanique principal de Fauna. « C'est beaucoup plus accessible. C'est quelque chose que vous voulez vraiment côtoyer. Cela a motivé de nombreuses décisions de conception. »
Comme l'ensemble du processus de conception se déroule dans le cloud, l'équipe de Fauna peut passer de manière fluide entre les revues de conception, les modifications techniques et la préparation des prototypes sans se soucier des conflits de fichiers ou des modèles obsolètes.
Le PDM intégré permet une expérimentation matérielle plus rapide avec moins de frais
Le développement de la robotique est fondamentalement expérimental. Les composants sont constamment affinés, les sous-systèmes sont repensés et de nouvelles idées sont testées en fonction des contraintes du monde réel.
Au cours des 18 derniers mois, Fauna Robotics a développé cinq générations distinctes de sa plateforme robotique, chaque itération améliorant les performances, la fiabilité et la fabricabilité.
Les fonctionnalités intégrées de gestion des données produits (PDM) d'Onshape permettent ce rythme d'expérimentation. Au lieu de dupliquer des fichiers ou de créer des assemblages de prototypes déconnectés, les ingénieurs peuvent dériver de la conception principale, tester de nouvelles idées et fusionner les améliorations réussies dans l'architecture principale du robot.
« L'une des caractéristiques d'Onshape qui s'est révélée très efficace pour nous est sa capacité à diversifier les conceptions et à réaliser des expériences rapidement », explique Moschella. « Nous pouvons prototyper de nombreux sous-assemblages pour tester ce qui fonctionne et ce qui ne fonctionne pas, puis réintégrer ces modifications dans la conception principale. »
Cette flexibilité est particulièrement précieuse dans le domaine de la robotique humanoïde, où même de petits changements peuvent se répercuter sur des sous-systèmes étroitement intégrés. Pour l'équipe d'ingénierie de Fauna, le fait de pouvoir tester et affiner les sous-assemblages sans déstabiliser la conception globale permet de faire avancer le développement rapidement tout en gardant le contrôle de l'architecture globale du robot.
La gestion de toutes ces données CAO peut rapidement devenir un défi d'ingénierie en soi. Le PDM intégré d'Onshape garantit que chaque modification de conception fait automatiquement partie d'un historique de conception entièrement traçable sans avoir à gérer une infrastructure de données distincte ni à nécessiter une assistance informatique dédiée.
« L'un des principaux avantages d'Onshape est la gratuité de la gestion de votre PDM et de votre CAO », explique Moschella. « Dans les entreprises précédentes, nous avions des équipes complètes d'administrateurs CAO juste pour que tout soit synchronisé. C'est une taxe que vous ne voulez pas payer en tant que start-up. »
Les API ouvertes permettent de connecter les flux de travail de CAO, de simulation et de nomenclature
Pour Fauna Robotics, la CAO n'est qu'une partie du processus de développement. Les données de conception mécanique doivent également être transmises aux outils opérationnels en aval afin que l'équipe puisse effectuer des itérations rapides sur le matériel et les logiciels.
C'est là que les intégrations d'API ouvertes d' Onshape sont devenues particulièrement utiles.
Basé sur Amazon Web Services (AWS), Onshape offre à Fauna Robotics une base cloud sécurisée et résiliente pour bien plus que la CAO uniquement. En combinant la CAO native du cloud, la gestion des données intégrée et des API ouvertes sur l'infrastructure mondiale d'AWS, Onshape permet à Fauna de connecter les données de conception directement aux flux de travail de simulation et de nomenclature (BOM). Il en résulte une source de vérité unique et toujours à jour qui aide l'équipe à collaborer en temps réel, à automatiser les processus en aval et à assurer la sécurité et l'accessibilité des données d'ingénierie critiques.
Fauna utilise l'intégration de l'API Onshape à NVIDIA Isaac Sim pour connecter les données de conception directement à son flux de travail de simulation, ce qui facilite la validation virtuelle des conceptions au fur et à mesure de l'évolution du robot. Cet accès à l'API permet également d'accélérer l'itération en réduisant le travail manuel requis pour déplacer les données entre les systèmes.
« Le lien entre la CAO mécanique et la simulation repose entièrement sur l'interrogation des données de conception via l'API Onshape », explique Moschella.
Cette même flexibilité s'étend aux flux de travail opérationnels en aval de Fauna. La société utilise la connexion API d'Onshape à OpenBOM pour gérer la nomenclature de haut niveau, les packages des fournisseurs et les fichiers de version. Plutôt que de considérer la CAO comme un environnement de conception déconnecté, Fauna peut utiliser Onshape comme système central reliant les données d'ingénierie à la chaîne d'outils robotique plus large.
Pour une entreprise de robotique qui crée une plateforme conviviale pour les développeurs, cette ouverture est importante.
« L'API est très bien documentée », déclare Moschella. « Vous pouvez nous contacter, obtenir les informations dont vous avez besoin et créer des outils adaptés à votre flux de travail en quelques heures au lieu de plusieurs semaines ou mois. »
Rationalisation du prototypage, des versions et de la collaboration avec les fournisseurs
La trajectoire de la conception numérique au matériel physique passe souvent à travers des cycles de prototypes rapides et une collaboration fréquente avec les fournisseurs. Fauna a optimisé l'ensemble de son processus de développement en termes de rapidité, en passant rapidement du concept au prototype tout en veillant à ce que les fournisseurs reçoivent toujours les bonnes révisions de conception.
La Gestion des versions intégrée d'Onshape et la gestion des nomenclatures en temps réel simplifient ce processus. Les ingénieurs peuvent gérer les révisions, suivre les configurations et publier les conceptions jusqu'à la fabrication directement à partir de la même plateforme que celle utilisée pour la conception.
« Tout ce que nous avons fait du début à la fin a été optimisé pour la rapidité », explique Moschella. « Onshape nous a aidés à gérer les versions sans commettre d'erreur ni expédier d'anciennes révisions, afin que nous puissions construire des prototypes le plus rapidement possible. »
Cette structure est essentielle lorsqu'il s'agit de transformer un robot complexe en prototypes. Avec des assemblages de grande taille et de nombreux composants interdépendants, un contrôle de révision clair permet de garantir que les bonnes pièces et la bonne documentation sont acheminées vers l'aval au bon moment, afin que Fauna obtienne des prototypes prêts à être mis en production avec un minimum de friction.
Jeter les bases d'une plateforme robotique conviviale pour les développeurs
Fauna Robotics ne se contente pas de construire des robots humanoïdes. Ils créent une plateforme conçue pour soutenir un écosystème de développeurs, d'applications et de futures capacités robotiques dans tous les secteurs et environnements. Pour soutenir cette vision, il faut disposer d'une plateforme d'ingénierie qui évolue aussi rapidement que la technologie elle-même.
En combinant la CAO native du cloud d'Onshape avec le PDM intégré, des outils de conception collaboratifs et des API ouvertes, Fauna Robotics agit rapidement tout en conservant la structure nécessaire pour gérer le développement de matériel complexe.
« Avec une petite équipe, nous sommes en mesure d'agir extrêmement rapidement », a déclaré Moschella. « Le fait que tout soit en ligne dans le cloud, avec la collaboration, le contrôle des versions et la gestion des configurations intégrés, est tout à fait logique. »
Alors que Fauna Robotics continue d'affiner sa plateforme, Onshape fournit les bases qui permettent à l'équipe d'expérimenter avec audace, d'itérer rapidement et d'intégrer de nouvelles capacités robotiques dans le monde réel.