Le robot qui ne dort jamais : fini les pauses pour recharger – Comment un robot résout le plus grand problème énergétique de l’automatisation

Qu'est-ce qui rend le Walker S2 si spécial ?

Selon UBTech Robotics, le Walker S2 est le premier robot humanoïde capable de changer ses batteries sans intervention humaine, ce qui lui permet théoriquement de fonctionner en continu. Cette fonctionnalité repose sur un système à double batterie associé à un système de préhension et de capteurs de haute précision, qui effectue le changement de batterie en trois minutes environ.

Convient à:

• Robots humanoïdes et dynamiques comme la robotique – la comparaison : Atlas de Boston Dynamics et Walker X d'UBTECH

Pourquoi en parle-t-on ?

Le remplacement autonome des batteries résout un problème fondamental de la robotique mobile : le temps de charge. En externalisant la charge et en retirant simplement une batterie tandis que la seconde reste opérationnelle, le Walker S2 élimine les temps d'arrêt qui, autrement, coûteraient des heures de productivité. Ce concept alimente ainsi le débat sur les « usines fantômes » – des sites de production largement automatisés où les machines fonctionnent 24 h/24 dans des conditions d'éclairage minimales.

Concept de base et origine

Qui est à l'origine de ce projet ?

Fondée à Shenzhen, en Chine, en 2012, UBTech Robotics est spécialisée dans les robots humanoïdes de service. Cotée à Hong Kong depuis 2023, la société a investi massivement dans les applications industrielles de sa gamme Walker. La plateforme Walker a connu plusieurs générations depuis 2018 ; le Walker S2 succède au Walker S1, déjà déployé dans des usines automobiles dans le cadre d'un projet pilote.

Quelles sont les caractéristiques techniques du Walker S2 ?

Le Walker S2 est un appareil de haute technologie aux caractéristiques remarquables. D'une hauteur de 1,62 m et d'un poids de 43 kg, il offre entre 20 et 52 degrés de liberté selon la source et la configuration. Alimenté par deux batteries lithium de 48 V, il garantit des performances impressionnantes. Une seule charge permet environ 2 heures de marche et jusqu'à 4 heures en position debout. Chaque batterie se recharge en 90 minutes et son remplacement prend environ 3 minutes. Ses bras peuvent supporter une charge allant jusqu'à 15 kg, témoignant de sa polyvalence et de sa fonctionnalité.

Chaque valeur a été vérifiée à partir de données issues d'au moins deux rapports indépendants. De légères variations dans les degrés de liberté résultent de différentes méthodes de comptage (incluant ou excluant les systèmes de comptage des doigts et des mains).

Comment fonctionne concrètement le système à double batterie ?

Dès que la tension d'une batterie descend en dessous d'un seuil défini, le système de gestion de l'énergie signale qu'une intervention est nécessaire. En fonction de la priorité de sa tâche, le robot décide s'il est préférable de procéder immédiatement à un échange de batterie ou de reporter la charge. Pendant l'échange, la seconde batterie reste opérationnelle, garantissant ainsi une alimentation électrique continue. De retour à son poste de travail, la station de charge recharge la batterie précédemment retirée, assurant ainsi un approvisionnement constant en modules chargés.

Étapes de remplacement de la batterie

Comment puis-je suivre le processus étape par étape ?

1. Le robot détecte la diminution de la capacité restante et lance la procédure de remplacement de la batterie.
2. Il se dirige de manière autonome vers le quai de chargement le plus proche.
3. Après la manœuvre de retour à la station, il sécurise la batterie vide avec ses deux bras.
4. Il déverrouille mécaniquement le module, le retire et le place dans la station de recharge.
5. On saisit une batterie complètement chargée, on l'aligne et on l'insère dans le compartiment libre prévu à cet effet.
6. Le verrouillage et l'autotest achèvent le processus ; le robot reprend ensuite sa tâche.

À quoi ressemble le profil temporel ?

La manipulation purement mécanique prend un peu moins de trois minutes ; pendant ce temps, la seconde batterie assure la réserve d'énergie. La station de charge étant dotée de plusieurs emplacements, plusieurs batteries peuvent être chargées simultanément, ce qui limite les risques de saturation aux cas de forte demande.

Comparaison avec les stratégies de recharge traditionnelles

Quels sont les inconvénients de la recharge filaire ?

La recharge filaire présente plusieurs inconvénients majeurs par rapport à l'échange autonome de batteries. Le temps d'immobilisation est considérablement plus long avec la recharge filaire, environ 90 minutes par borne, contre seulement 3 minutes pour l'échange autonome. Côté infrastructure, la recharge filaire nécessite des bornes, des câbles et des zones d'attente, tandis que l'approche autonome repose sur des supports de batteries et des systèmes de verrouillage rapide. L'évolutivité est limitée avec la recharge filaire en raison du nombre fini de bornes, alors que l'échange autonome est flexible et dépend de la capacité du parc de batteries. Autre différence cruciale : le flux d'énergie. Avec la recharge filaire, les véhicules sont immobilisés pendant environ deux heures par charge, tandis que l'échange autonome permet un fonctionnement continu avec seulement de brèves micro-interruptions.

Quel est l'impact sur les coûts d'exploitation ?

Sur les lignes d'assemblage ou de logistique hautement automatisées, chaque cycle de fonctionnement supplémentaire est rentable car les coûts fixes du robot sont répartis sur un plus grand nombre d'heures productives. UBTech affirme que son prédécesseur, le Walker S1, a déjà permis d'accroître les performances de tri jusqu'à 120 % dans des usines pilotes. Si le temps d'arrêt est réduit à seulement trois minutes toutes les quatre heures, la disponibilité théorique de la machine dépasse les 98 %, se rapprochant ainsi de celle des robots industriels conventionnels.

Conséquences industrielles et sociétales

Quels secteurs en bénéficieront à court terme ?

Les entreprises manufacturières aux gammes de produits diversifiées, où les postes sont difficiles à pourvoir pour des raisons d'ergonomie ou de sécurité, pourraient particulièrement en tirer profit. On peut citer comme exemples l'assemblage automobile, la fabrication de produits électroniques et les plateformes logistiques. Les secteurs des services, tels que l'hôtellerie ou la réception, en bénéficieraient également, car le robot peut assurer les quarts de nuit sans rémunération supplémentaire.

Quel rôle jouent les « usines secrètes » ?

Ce terme désigne des usines si hautement automatisées que l'intervention humaine n'est requise que pour la surveillance et la maintenance à distance. Le robot Walker S2, grâce à son autonomie énergétique, apporte la pièce manquante du puzzle, permettant de gérer les pics de consommation nocturnes et d'autoriser le fonctionnement des usines sans éclairage. Les prévisions de la Fédération internationale de robotique indiquent que d'ici 2022, la Chine représentera plus de la moitié des robots industriels installés dans le monde, établissant ainsi une nouvelle référence en matière de coûts de production mondiaux.

Que vont devenir les emplois ?

Les économistes prévoient qu'environ 23 % des emplois traditionnels seront touchés par l'automatisation pilotée par l'IA au cours des cinq prochaines années. Si les tâches simples disparaîtront, de nouveaux emplois verront simultanément le jour pour la planification, la maintenance et l'optimisation des robots. Cependant, les exigences en matière de qualifications évoluent vers des compétences techniques et de traitement des données, ce qui, selon le Forum économique mondial, nécessite une reconversion professionnelle ciblée.

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Quelles questions éthiques se posent ?

La capacité à travailler sans interruption soulève des questions de concurrence loyale, de consommation d'énergie et de responsabilité. Si les robots fonctionnent 24 h/24 et 7 j/7, les employés humains pourraient être contraints d'accepter des horaires plus longs ou d'être relégués à des secteurs de services moins bien rémunérés. Parallèlement, les fabricants insistent sur le fait que les robots prendront en charge les tâches monotones ou dangereuses, tandis que les humains se consacreront à des rôles plus créatifs.

Détails techniques

Comment le robot parvient-il à une telle précision ?

UBTech utilise un système de caméra stéréo RGB à 52 degrés de liberté qui traite les informations de profondeur de manière similaire à l'œil humain. Associé à un système de co-agent propriétaire, ce système permet au robot de planifier des séquences de mouvements, d'évaluer les collisions et d'apprendre de ses erreurs. Les servomoteurs offrent une plage de couple de 0,2 Nm à 200 Nm, permettant ainsi une manipulation précise et un levage puissant.

Le mécanisme de remplacement de la batterie est-il fiable ?

UBTech a testé les systèmes de préhension sur plus de 80 000 cycles sans usure significative. Les mécanismes de verrouillage du compartiment de la batterie utilisent des capteurs redondants : des interrupteurs de fin de course mécaniques, des capteurs de champ magnétique et une surveillance de l’impédance des moteurs confirment tous un enclenchement réussi. Ceci minimise le risque de batterie mal fixée, d’autant plus que le système émet un message d’erreur et passe en mode veille sécurisée si nécessaire.

Comment le robot choisit-il entre la charge et le remplacement ?

Un algorithme de gestion de l'énergie compare la capacité restante $$E_{\text{rest}}$$ à la consommation énergétique prévue pour la tâche suivante $$E_{\text{task}}$$. Il calcule la différence $$\Delta E = E_{\text{rest}} – E_{\text{task}}$$. Si $$\Delta E$$ est inférieur à un seuil $$\varepsilon$$, le robot procède au remplacement de la batterie ; sinon, il démarre la tâche et reporte la recharge. Cette logique tient également compte de la disponibilité des batteries chargées dans le rack afin d'éviter les goulots d'étranglement.

Perspectives de développement futur

Le système va-t-il encore se réduire ?

UBTech a annoncé travailler sur une version plus compacte du Walker S Lite, basée sur le même concept de batterie mais conçue pour les unités logistiques de plus petite taille. L'entreprise expérimente également des technologies de charge plus rapides qui devraient réduire le temps de charge de 90 à moins de 60 minutes.

Est-il possible d'intégrer des systèmes solaires ou des piles à combustible ?

Les experts estiment cette hypothèse peu probable à court terme, car la consommation énergétique nécessaire à la marche active des robots humanoïdes est relativement élevée : environ 300 W en moyenne. Les cellules solaires ne fourniraient qu’une fraction de cette énergie. Quant aux piles à combustible, elles augmentent le poids et nécessitent une infrastructure d’hydrogène, ce qui explique pourquoi les batteries modulaires restent actuellement plus économiques.

Existe-t-il des demandes de brevet concernant l'échange de batteries ?

UBTech a déposé plusieurs brevets pour un « dispositif standardisé de remplacement rapide de batterie pour robots bipèdes » ; la base de données chinoise CNIPA recense des demandes datant de 2024 et 2025. Ces brevets couvrent des mécanismes d'autoverrouillage et des protocoles de remplacement de batterie, ce qui rend difficile l'entrée sur le marché pour les concurrents.

Indicateurs économiques

Quelle est la situation financière d'UBTech ?

La situation financière d'UBTech en 2025 était difficile, mais courante pour une jeune entreprise technologique du secteur de la robotique. La société a enregistré un chiffre d'affaires de 1,95 million de yuans (environ 242 millions d'euros) et une perte nette de 1,04 million de yuans (environ 129 millions d'euros). Malgré ces difficultés financières, UBTech disposait déjà d'un important portefeuille de robots, avec plus de 500 unités Walker en précommande, et employait 2 191 personnes.

Les analystes de MarketScreener prévoient qu'UBTech continuera d'investir massivement dans la recherche et le développement malgré les pertes attendues – une approche classique pour les entreprises technologiques innovantes. Cette stratégie vise à atteindre une rentabilité initiale à partir de 2027, notamment grâce à l'obtention d'importantes commandes de l'industrie automobile. Cette stratégie d'investissement souligne le potentiel à long terme de l'entreprise et ses ambitions de développement dans le secteur dynamique de la robotique.

Quels sont les modèles concurrents existants ?

D'autres fabricants, tels que Figure.ai, Tesla Optimus et le chinois Unitree, développent également des plateformes humanoïdes. Cependant, aucun concurrent n'a encore mis en œuvre un système de remplacement de batterie entièrement autonome ; la recharge sans fil via des stations d'accueil reste la norme. Cela confère à UBTech un avantage concurrentiel unique en matière de continuité d'énergie pour le moment.

Cadre juridique

Comment la sécurité est-elle réglementée ?

En 2024, la Chine a adopté des directives relatives à la sécurité des robots autonomes en milieu industriel, qui imposent notamment des dispositifs d'arrêt d'urgence, des verrous d'énergie et des procédures d'urgence définies. Le robot Walker S2 répond à ces exigences grâce à un arrêt d'urgence facilement accessible situé à l'arrière et à des arrêts forcés logiciels pour les écarts de position supérieurs à ±5 mm.

Existe-t-il des normes internationales ?

Au niveau international, la norme ISO 10218-1 s'applique aux robots industriels et la norme ISO/TS 15066 aux systèmes collaboratifs. Parallèlement, la Commission électrotechnique internationale travaille à des amendements concernant les plateformes humanoïdes mobiles. UBTech souhaite obtenir le marquage CE pour le marché européen, mais doit pour cela se soumettre à des tests de compatibilité électromagnétique supplémentaires.

Le Walker S2 représente-t-il une étape importante ?

L'alliance de la mobilité humanoïde, d'un système à double batterie et de capacités d'échange autonomes repousse les limites de la robotique industrielle. L'élimination des interruptions de charge accroît considérablement la disponibilité et permet un fonctionnement continu 24 h/24 et 7 j/7. Toutefois, des défis subsistent, tels que des coûts d'acquisition élevés, une maintenance complexe et des débats éthiques.

Si UBTech atteint ses objectifs de production et noue de nouveaux partenariats avec de grandes entreprises, le Walker S2 pourrait devenir la référence en matière de robots industriels autonomes en énergie. Parallèlement, le cadre réglementaire international devrait se préciser afin de garantir la sécurité et la responsabilité dans un environnement industriel dominé par les machines.

Le passage à des humanoïdes quasi pleinement opérationnels n'est donc plus une vision futuriste, mais une voie de développement concrète. Le facteur crucial sera la rapidité avec laquelle les entreprises, les décideurs politiques et la société intégreront les nouvelles opportunités et les risques associés dans un système global équilibré.

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