Internet Industriel des Objets IIOT : Les 9 tendances technologiques les plus disruptives de 2019

Quelles ont été les technologies de rupture pour 2019? La réponse dépend de qui vous demandez. Plusieurs thèmes communs ont émergé tels que les cobots, les sources d'énergie émergentes, l'IA et les violations de la cybersécurité. Examinons chacun plus en détail.1.) Robotique – robots collaboratifs (ou cobots) (Source de l'image: OpenAI et Dactyl) Vous vous souvenez de Dum-E (abréviation de dummy) du premier film Iron Man? Dum-E était un cobot qui a aidé Tony Stark à créer sa combinaison robotique volante. Il s'agissait d'une version réduite, plus humaine et interactive des robots de bras traditionnels de la ligne de fabrication de qualité industrielle.Les robots sont conçus pour travailler en collaboration avec l'homme avec un toucher doux, c'est-à-dire pour ne pas écraser les doigts ou marcher sur les orteils de leurs compagnons de travail. . Cela nécessite que les cobots soient beaucoup plus conscients de leur emplacement par rapport aux humains, via les technologies de détection et de perception. Pour atteindre cet objectif, une entreprise, Veo Robotics, utilise une variété de capteurs 3D placés autour de la cellule de travail du robot pour aider à la détection de l'emplacement. Les capteurs de la société ajoutent une mesure supplémentaire de sécurité en ralentissant automatiquement le mouvement des cobots industriels à chaque fois qu'un collègue humain s'approche.Pour compléter l'activité humaine réelle, les cobots deviennent plus adroits et vont au-delà de la simple sélection de composants sur une chaîne de montage. . Les robots ont besoin d'une plus grande dextérité pour ramasser des objets qui se sont déplacés même légèrement au-delà de leurs paramètres programmés. Les cobots ne peuvent encore saisir aucun objet simplement en le regardant, mais ils peuvent maintenant apprendre à manipuler un objet par eux-mêmes. OpenAI, une société à but non lucratif, a récemment présenté Dactyl, un bras robotique adroit qui a appris à retourner un bloc de construction jouet entre ses doigts. Dactyl utilise un logiciel de réseau neuronal pour apprendre à saisir et à transformer le bloc dans un environnement simulé avant que la main ne l'essaie pour de vrai. Selon la société, ils ont été en mesure de former des réseaux de neurones pour résoudre le problème du Rubik's Cube en utilisant l'apprentissage par renforcement et l'algorithme de Kociemba pour choisir les étapes de la solution.2.) Production d'électricité – Moulins à vent nucléaires et océaniques de génération IV Le réacteur à lit de galets.
(Source de l'image: US Dept. of Energy and X-Energy) La conception de systèmes électronucléaires à la fois plus sûrs, durables et moins chers que par le passé est l'objectif de l'industrie nucléaire depuis de nombreuses années. Les plus remarquables de ces systèmes sont les nouveaux réacteurs de génération IV (Gen IV). Les Gen IV sont un ensemble de modèles de réacteurs nucléaires envisagés pour des applications commerciales par le Generation IV International Forum. Ces conceptions comprennent des réacteurs thermiques, des réacteurs rapides et des technologies de réacteurs à très haute température (VHTR). Une mise en œuvre de ce dernier est le soi-disant réacteur à lit de galets (PBR) qui comprend des éléments combustibles sphériques appelés cailloux. Outre le nucléaire, l'autre source d'énergie souvent oubliée est les éoliennes. Malheureusement, le marché mondial de l'énergie éolienne terrestre est saturé dans de nombreux pays développés en raison d'un manque de terres disponibles. Cependant, les installations éoliennes offshore ont le potentiel de fournir d'énormes quantités d'énergie pour le marché mondial.L'un des inconvénients est que la technologie offshore est limitée à des profondeurs relativement faibles de moins de 50 mètres, ce qui restreint considérablement l'endroit où elles peuvent être installées. Les turbines flottantes pourraient augmenter considérablement le placement des sources d'énergie éolienne offshore pour inclure des zones avec des côtes très profondes comme la côte ouest des États-Unis et du Japon, et les eaux plus profondes de la mer du Nord en Europe.3.) Intelligence artificielle (Source de l'image: silicium © P.JAYET / CEA) L'intelligence artificielle (IA) est sur la liste des tendances de tous. Et à juste titre, comme IDC estime que le marché de la technologie de l'intelligence artificielle devrait passer de 8 milliards de dollars en 2016 à plus de 47 milliards de dollars en 2020.La technologie de l'IA est utilisée dans la reconnaissance faciale, la cybersécurité et l'informatique de pointe et cloud, Une autre tendance, spécialisée, IA -enabled puces, a attiré une attention accrue cette année dans les industries des outils de conception de semi-conducteurs et de puces EDA lorsqu'une journée entière a été consacrée à l'IA à SemiconWest, l'une des plus grandes conférences sur les semi-conducteurs du marché. En tant que conférencier principal pour le AI Design Forum qui a lancé l'IA journée, le président et co-PDG de Synopsys, Aart de Geus, a souligné le passage de l'ère de la loi de Moore des puces informatiques aux nouvelles architectures de puces requises par l'IA. Pour lui, la simulation, la modélisation et le prototypage virtuel sont des domaines cruciaux touchés par ce changement.Du point de vue commercial, l'IA et l'apprentissage automatique ont continué de dominer les investissements dans les nouvelles puces à semi-conducteurs en 2019. Selon Wally Rhines, PDG émérite de Mentor, une entreprise de Siemens , le financement en capital-risque de 30 entreprises d'IA sans usine en 2018 a totalisé 2,3 milliards de dollars. En 2019, le financement depuis le début de l'année a dépassé 850 millions de dollars jusqu'à présent. Bien qu'inférieur à 2018 pour le moment, le financement est plus diversifié, couvrant une base plus large d'entreprises et d'applications. «L'apprentissage automatique a également eu un impact majeur sur l'EDA, avec des dizaines de capacités d'outils de conception nouvelles et améliorées faisant leur apparition en appliquant des techniques d'IA. aux problèmes traditionnels tels que la simulation, la correction de proximité optique, la fermeture de synchronisation, le lieu / route et l'amélioration du rendement », a expliqué Rhines. Un exemple d'application émergente d'IA était l'informatique de périphérie. En 2019, deux des principaux centres de R&D européens, le CEA-Leti de France et le Microelectronics Institute au sein de la société allemande Fraunhofer, ont annoncé une recherche conjointe sur le développement de techniques de calcul neuromorphique pour l'informatique de pointe. Cette approche informatique vise à créer des circuits électroniques qui imitent les architectures biologiques présentes dans le système nerveux humain.Le travail des instituts pour les systèmes d'IA de bord renforce la force du Leti dans la conception de puces en silicium sur isolant (FD-SOI) entièrement appauvri et l'expertise de Fraunhofer et du Leti dans le packaging 3D. Il est également probable qu’il s’appuiera sur la recherche architecturale finFET menée par une autre centrale européenne de R&D, Imec.4. ) Cybersécurité Cette année, les violations de la cybersécurité ont été encore plus nombreuses. En 2018, 500 millions de dossiers personnels ont été volés, selon le Centre de ressources sur le vol d'identité. Ce nombre était minuscule par rapport aux 7,9 milliards d'enregistrements exposés en 2019 par plus de 5000 violations, comme le rapporte Risk-Based Security. Par rapport au rapport du troisième trimestre 2018, le nombre total de violations de 2019 a augmenté de 33,3% et le nombre total d'enregistrements exposés a plus que doublé, en hausse de 112%. Voici juste un petit échantillon des violations les plus infâmes:> Violation du serveur ElasticSearch Un groupe de casino en ligne a divulgué des informations sur plus de 108 millions de paris qui comprenaient des données personnelles, des dépôts et des retraits de clients. Les données ont fui d'un serveur ElasticSearch qui a été laissé exposé en ligne sans mot de passe. ElasticSearch est un moteur de recherche portable et de haute qualité que les entreprises installent pour améliorer les capacités d'indexation des données et de recherche de leurs applications Web.> Canva data violation Security Magazine a rapporté que Canva, un site Web d'outil de conception graphique, a subi une violation de données qui a touché 139 millions de personnes. utilisateurs. Les données exposées comprenaient les noms d'utilisateur des clients, les noms réels, les adresses e-mail, les mots de passe et les informations sur la ville et le pays. En outre, sur les 139 millions d'utilisateurs au total, 78 millions d'utilisateurs avaient une adresse Gmail associée à leur compte Canva.> Exposition des données des applications Facebook Les chercheurs en sécurité d'UpGuard ont révélé que deux ensembles de données d'applications Facebook tierces étaient exposés à l'Internet public. Une base de données provient de Cultura Colectiva, avec plus de 540 millions d'enregistrements exposés détaillant les commentaires, les goûts, les réactions, les noms de compte, les identifiants Facebook, etc. L'autre application tierce a été exposée à l'Internet public via un compartiment Amazon S3, ont déclaré les chercheurs. Cette sauvegarde de base de données contenait des colonnes pour les informations utilisateur telles que les identifiants d'utilisateur, les amis, les likes, les mots de passe, etc.> Base de données Orvibo fuite Une base de données ouverte liée aux produits Orvibo Smart Home a exposé plus de 2 milliards d'enregistrements. Orvibo gère une plate-forme IoT qui prétend avoir environ un million d'utilisateurs, y compris des particuliers qui ont connecté leur maison, ainsi que des hôtels et d'autres entreprises avec des appareils de maison intelligente Orvibo.> Profils de médias sociaux Les chercheurs sur les fuites de données Troia et Diachenko de DataViper ont trouvé un énorme quantité de données exposées et facilement accessibles au public sur un serveur non sécurisé, qui contenait environ 4 milliards d'enregistrements. Un nombre total de personnes uniques dans tous les ensembles de données a atteint plus de 1,2 milliard de personnes. Les chercheurs ont déclaré que cela faisait de l'événement l'une des plus grandes fuites de données d'une organisation source unique de l'histoire. Les données divulguées contenaient des noms, des adresses e-mail, des numéros de téléphone, LinkedIN et des informations de profil Facebook Malheureusement, le thème commun à beaucoup de ces expositions de données est que l'agrégateur de données a obtenu et utilisé des informations personnelles d'une manière que les propriétaires n'ont jamais imaginée ni donné leur consentement. . Il s'agit d'un problème juridique autant que technique. Que peut-on faire pour ralentir la perte des données? L'utilisation de mots de passe sur certains de ces serveurs serait un début. De manière plus réaliste, les entreprises de cybersécurité mettent en œuvre l'apprentissage automatique, l'analyse et l'automatisation pour détecter et corriger les menaces.Enfin, l'IEEE Computer Society répertorie cinq menaces de sécurité particulièrement lourdes pour 2019: le vol d'IA, les faiblesses de la plate-forme cloud, le cryptojacking ou l'exploitation minière illicite et Advanced Persistent Threat (APT) méthodes d'espionnage telles que les enregistreurs de frappe et les vulnérabilités des appareils IoT.5.) Fabrication additive Nous sommes bien dans l'Industrie 4.0, la quatrième révolution industrielle, qui repose fortement sur la numérisation des processus de fabrication analogiques et des informations. À son tour, la numérisation repose sur la connectivité Internet, des capteurs plus petits et plus intelligents et le cloud computing en périphérie. Ces trois facteurs sont des éléments critiques de l'IoT industriel (IIoT), une plate-forme de technologies qui, selon environ 63% des fabricants, augmentera considérablement leur rentabilité dans les prochaines années.Deux domaines majeurs de la fabrication additive qui sont en cours de transformation sont la maintenance prédictive et l'impression 3D des pièces.La maintenance prédictive (PdM) anticipe les besoins de maintenance sur l'atelier de fabrication pour éviter les coûts liés aux temps d'arrêt imprévus. L'utilisation de technologies de capteurs intelligents pour connecter et surveiller les équipements permet d'identifier les modèles qui conduisent à des problèmes ou des pannes potentiels. L'IA et les logiciels d'apprentissage automatique aident à former les équipements de surveillance à reconnaître ces modèles et parfois même à trouver comment y remédier. IoT Analytics estime que le marché mondial de la maintenance prédictive a atteint 3,3 milliards de dollars en 2018 et devrait devenir un marché de 23,5 milliards de dollars d'ici 2024. L'industrie est desservie par un certain nombre d'entreprises existantes et en démarrage. Par exemple, une start-up américaine appelée Seebo utilise un processus éprouvé connu sous le nom d'analyse des causes profondes (RCA) pour identifier les facteurs qui causent des défauts ou des écarts de qualité dans le produit fabriqué. La société combine l'IA industrielle, l'apprentissage automatique et les modèles graphiques probabilistes pour améliorer les prédictions liées au RCA. (Source de l'image: Sessbo) L'autre innovation croissante de la fabrication additive est les technologies d'impression 3D, qui continuent de trouver de nouvelles applications dans le prototypage rapide de produits et la création de pièces. sur demande. Un exemple de cette dernière est l'intention récente de la compagnie aérienne britannique British Airways d'utiliser des imprimantes 3D pour créer des pièces de cabine d'avion.Bien que l'impression de pièces de cabine puisse sembler un petit début dans l'utilisation d'imprimantes 3D, il convient de noter que la flotte de British Airways est actuellement composée de plus de 280 avions fournis par Boeing et Airbus. Ces deux grandes compagnies aériennes ont déjà intégré des technologies de fabrication additive telles que l'impression 3D dans les processus de maintenance, de réparation et d'exploitation (MRO), ainsi que pour le prototypage de nouvelles conceptions de pièces d'aéronefs.6.) Edge computing Cette nouvelle topologie de réseau informatique trouve une application en 2019. Dans l'informatique de pointe, les capacités de traitement des données sont placées plus près de la source d'informations que ce qui serait possible sur le cloud. L'utilisation de l'informatique de pointe, comme dans l'atelier d'une usine de fabrication, réduit les délais de traitement des données critiques.Les appareils Edge ont commencé à apparaître plus fréquemment en 2019, souvent dans le cadre de la détection avancée (intelligente), des applications d'IA et des activités intensives en calcul . Un exemple est celui du marché médical, où l'informatique de pointe devrait gérer l'explosion des données due à la montée en puissance des calculs génomiques pour la cartographie de l'ADN.Un autre domaine de la technologie informatique de pointe est la mise en œuvre de systèmes cellulaires 5G. La 5G dans l'IoT industriel et les applications grand public permettra des bandes passantes de données massives et prend en charge une gamme d'appareils, des smartphones aux véhicules autonomes et à l'IoT à grande échelle. Les systèmes 5G s'appuieront sur une infrastructure informatique de pointe pour gérer les grandes charges de données.L'informatique en périphérie n'est pas sans défis. L'une des grandes préoccupations est que les réseaux informatiques de périphérie actuels ne disposent pas d'un cadre de sécurité commun. Pour l'instant, l'edge computing partage les mêmes défis de sécurité que l'IoT, où les appareils sont petits et limités en ressources, ne disposent pas de fonctionnalités de sécurité suffisantes.7.) 5G La première vague d'appareils compatibles 5G est arrivée sur le marché en 2019. Les smartphones ont pris les devants avec cela. dernière génération de technologie telcomm qui incluait entre autres le Galaxy S10, le OnePlus 7 et le Huawei P30.Une estimation IDC indique qu'il y aura 41,6 milliards d'appareils connectés IoT, générant 79,4 zettaoctets (ZB) de données en 2025. L'IoT et d'autres nouvelles applications sont à l'origine de cette incroyable explosion de données, notamment en périphérie du réseau. L'avènement de la 5G, avec sa latence plus faible, ses vitesses améliorées et ses capacités plus élevées, permettra la virtualisation et l'informatique de pointe pour tout le monde et tout. La 5G permettra davantage d'applications hybrides et cloud, allant de l'apprentissage automatique au rendu graphique basé sur le cloud pour la RV, la RA et les jeux. Avec des vitesses gigabit, la 5G éliminera également le besoin de câbles comme dernier kilomètre de connectivité, même dans les foyers et les entreprises.Pour une démonstration intéressante de la puissance potentielle de la 5G, Samsung Electronics et SK Telecom 5G ont montré comment la technologie pourrait améliorer le moteur. expériences de course pour les fans. La manifestation a eu lieu sur l'hippodrome du Circuit international de Corée. Il a utilisé la plate-forme 5G mmWave de bout en bout de Samsung Networks, y compris les stations de base 5G New Radio (NR). Le même équipement est en service commercial aux États-Unis depuis le premier semestre de cette année.Dans la démonstration physique, une voiture parcourt la piste à 130 miles par heure (210 km / heure) tout en transmettant des téléchargements en direct, des téléchargements et des transferts entre Sites de cellules 5G sur le circuit. Les vitesses de téléchargement ont atteint jusqu'à 1 Gbit / s, démontrant la capacité de téléchargement multi-gigabit sur un appareil 5G à l'intérieur d'une voiture de course, en utilisant une bande passante de 200 MHz sur un spectre de 28 GHz (Source de l'image: Samsung) 8. ) Des satellites partout (Source de l'image: NASA) L'année 2019 pourrait bien être connue comme l'année des satellites. Des tailles régulières et minuscules ont été lancées en nombre record cette année. Au milieu de l'année, 60 petits satellites ont été envoyés en orbite terrestre basse (LEO) sur la fusée Falcon 9 de SpaceX. Ces satellites de communication constituaient le premier volet d'une méga-constellation de diffusion Internet que l'entreprise espère développer pour inclure des milliers de satellites au cours des prochaines années, puis, en novembre, 60 autres satellites Starlink ont ​​été mis en orbite. Ce barrage continu de lancements a été motivé par le contrat de SpaceX visant à mettre en orbite 2 213 satellites Starlink d'ici mars 2024, sous peine de sanctions de la FCC. À noter lors du lancement en novembre, la réutilisation des carénages SpaceX Falcon 9. C'est l'endroit où les cubesats sont généralement placés, ce qui pourrait signifier que plus de cubesats accompagneront les satellites de communication StarLink dans LEO, ce qui mène à l'autre grande tendance – ou plutôt minuscule – des satellites pour 2019, à savoir la croissance de minuscules nano-satellites (ou nanosats). Les nanosats et cubesats ont généralement une masse de 1 kg à 10 kg. Il existe même des versions encore plus petites, connues sous le nom de Chipsats, des mini-sondes à plaquettes de la taille d'un cracker, à l'échelle du gramme.Tous ces petits satellites ont été rendus possibles par la miniaturisation par semi-conducteurs des systèmes électroniques et électromécaniques (pensez à la loi de Moore). L'objectif initial de tous ces satellites miniatures était de fournir un accès abordable à l'espace pour la communauté scientifique universitaire. De nombreuses grandes universités ont maintenant un programme spatial, tout comme plusieurs startups d'entreprises privées et même des agences gouvernementales comme la NASA et le DoD.9.) Tout est plus intelligent… grâce aux semi-conducteurs (Source de l'image: Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd.) Quand quelqu'un ajoute le mot «intelligent» devant les noms d'objets – comme les smartphones, les maisons ou les bâtiments intelligents, les voitures intelligentes et autres – ils reconnaissent l'ajout de l'intelligence des semi-conducteurs aux objets. L'ajout de puces matérielles de plus en plus petites avec des logiciels a permis à notre monde IoT intelligent et connecté.Même si l'industrie des semi-conducteurs pour 2019 devrait baisser de 3% par Technavio, elle a tout de même ajouté 454,5 milliards de dollars de revenus aux États-Unis. Une croissance modeste devrait revenir en 2020. Cette année, l'industrie des semi-conducteurs a été tirée par la croissance continue des ventes mondiales de smartphones et par l'adoption de dispositifs à système sur puce (SoC) dans les automobiles. La croissance des puces semi-conductrices devrait revenir en 2020 et au-delà grâce aux marchés suivants: l'automatisation dans les villes et usines intelligentes; AI; 5G; voitures autonomes; et l'IoT. Une partie de la croissance se fera en Chine, car un rapport de Deloitte prévoit une croissance des revenus de l'industrie chinoise des semi-conducteurs de 25% à environ 110 milliards de dollars en 2019, contre environ 85 milliards de dollars en 2018. Pourtant, il y a un doute quant à la capacité de la Chine à maintenir la fabrication de puces sans l'aide de la technologie américaine, qui a été interrompue en raison des guerres commerciales entre les deux pays.John Blyler est rédacteur en chef de Design News, couvrant l'électronique et les espaces de fabrication avancés. Titulaire d'un baccalauréat en génie physique et d'une maîtrise en génie électrique, il possède des années d'expérience dans les systèmes matériel-logiciel-réseau en tant qu'éditeur et ingénieur dans les secteurs de la fabrication de pointe, de l'IoT et des semi-conducteurs. John a co-écrit des livres sur l'ingénierie système et l'électronique pour IEEE, Wiley et Elsevier.

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