Master de l’Ecole Polytechnique Mention Economie et Gestion Spécialité « Projet Innovation Conception » Stratégies d’innovation pour une plateforme émergente de la robotique humanoïde Damien Oursel- Rapport Confidentiel Octobre 2009 – août 2010 Entreprise partenaire : Aldebaran Robotics Responsables entreprise : Stéphane Labrunie Tuteurs de Master : Christophe Midler Professeur responsable du Master Christophe Midler PIC : 1 Remerciements Je tiens à remercier Anne-Marie Bourcier et Bruno Maisonnier pour la confiance qu'il m'ont accordée en m'acceptant chez Aldebaran Robotics. De même je souhaite remercie Stéphane Labrunie pour sa confiance et le nouvel élan qu'il a su donner à mon travail. Travailler pour Aldebaran Robotics a été une expérience très enrichissante, d'un point de vue personnel et professionnel, et m'a aussi permis de profiter au mieux des enseignements du master PIC. Je remercie également Patrick, Charlotte, Marine et Aurélien, avec lesquels j'ai eu grand plaisir à travailler, notamment sur l'aspect communautaire du robot. Je remercie par ailleurs Rodolphe Gelin, Stéphane Labrunie, Jean Michel Perbet, Bastien Parent, Bruno Maisonnier et Fabien Bardinet pour les éclairages qu'ils ont pu apporter sur ma réflexion, en entretien ou lors de réunions. Je souhaite remercier Christophe Midler de m'avoir accepté dans ce passionnant master PIC, et aussi pour sa patience, sa compréhension et son soutien dans les moments un peu chahutés de mes projets de master. 2 Stratégies d’innovation pour une plateforme émergente de la robotique humanoïde Introduction En 2005, Bruno Maisonnier, polytechnicien ayant fait carrière dans la banque, crée son entreprise, Aldebaran Robotics, nommée d’après l’étoile Alpha Tauri, la plus brillante de la constellation du Taureau. 5 ans plus tard, l’entreprise a produit plus de 1000 robots humanoïdes pour plus de 250 clients dans le monde et héberge dans ses locaux une centaine de personnes qui y travaillent à temps plein. En 5 ans, les fondateurs de l’entreprise et leurs employés ont réussi à concevoir, industrialiser et vendre un robot humanoïde de 58 centimètres de haut, appelé NAO, parfaitement autonome et doté d’un environnement évolué de programmation. La jeune entreprise française, basée à Paris, s’est bien imposée comme une des stars du secteur émergent de la robotique pour les particuliers, au milieu d’acteurs comme Toyota, Sony ou Willow Garage, une entreprise travaillant pour l’armée américaine. Mais l’aventure ne s’arrête pas là ; tous les projets, tous les discours et tous les employés d’Aldebaran Robotics sont tirés par la même ambition : imposer la robotique humanoïde et NAO comme un élément incoutournable du quotidien de chacun. Pour cela, il a fallu et il faudra explorer les usages et utilités possibles des robots humanoïdes comme NAO, développer et affiner les technologies et fonctionnalités nécessaires à ces usages, mais aussi survivre jusque là en trouvant des marchés d’appuis. Ainsi les sujets autour de l’innovation ne manquent pas chez Aldebaran Robotics, du marketing à la production en passant bien sûr par la recherche et le développement. Même les services administratifs sont confrontés à une réalité frappante : le produit n’existe pas dans les réglementations internationales… C’est dire si le produit et le marché sont encore en pleine évolution et doivent encore se faire leur place. Dès lors il faudra se concentrer sur les aspects qui nous intéressent : Quelle est la stratégie de déploiement envisagée par Aldebaran Robotics pour faire émerger la robotique pour les 3 particuliers? À partir de là, comment Aldebaran Robotics, qui reste une petite entreprise, peut-elle s’appuyer sur sa communauté pour développer les innovations technologiques dont elle a besoin ? Finalement, comment Aldebaran Robotics utiliser sa communauté d’utilisateurs pour co-concevoir les usages de NAO ? Préambule Dans un souci de clarté, nous allons détailler assez brièvement la trajectoire d’Aldebaran Robotics et décrire NAO, son produit phare. Sans cette description préalable, la suite du mémoire pourrait s’avérer difficile à suivre. Aldebaran Robotics La société a été créée en 2005 par Bruno Maisonnier. 5 ans plus tard, environ 700 robots ont été vendus, 1000 robots fabriqués et une centaine de salariés s’affairent dans les bureaux d’Aldebaran Robotics, situés dans le 14ème arrondissement de Paris. Aldebaran Robotics a reçu de nombreux prix liés à l’innovation (en 2010 : Prix Hermès de l’innovation et Prix de la mécatronique innovante) et est régulièrement citée comme étant une start-up/entreprise de taille moyenne très prometteuse de l’industrie française. Aldebaran Robotics est d’autre part le chef de file du centre de compétitivité de la robotique Cap Robotique et travaille avec un certain nombre de partenaires de Recherche et Développement particulièrement innovants comme A Cappella, Gostai, Webots ou STMicroelectronics. La mission de l’entreprise est la suivante : « Create and deliver affordable, autonomous and easily programmable humanoid robots » 4 NAO Projet : Il a été conçu dans le but d’être vendu au grand public, mais n’a pour l’instant été vendu qu’à des institutions académiques et une trentaine d’ « alpha-testeurs ». Son prix de vente sur le marché académique est aux alentours de 12 000€, et aucune décision n’a été prise concernant son éventuel prix de vente au grand public. Produit : NAO est un robot humanoïde de 58 centimètres de haut, qui est doté d’un environnement de programmation et de multiples capacités, liées à la Figure 1: le robot NAO en version couleur gris clair multitude de ces capteurs et de ces actionneurs. NAO peut « penser », grâce au processeur AMD Geode qu’il a dans sa tête, et à l’OS, appelé NAOQi qui tourne sur ce processeur. NAO peut voir grâce à ses deux caméras, et analyser les images visionnées grâce à la puissance de calcul de son processeur. NAO peut entendre grâce aux deux micros qu’il a dans la tête. Les signaux audios reçus sont traités par NAOQi et NAO peut reconnaître des mots dans plusieurs langues (dont le français, l’anglais et le chinois), ainsi que localiser la source d’un son. NAO peut parler ou jouer de la musique, grâce à ses hauts parleurs et NAOQi, qui est doté d’un logiciel de synthèse vocale. 5 NAO est programmable, à plusieurs niveaux : On peut utiliser un logiciel de « programmation visuelle », appelé Choregraphe, en reliant des boîtes les unes aux autres ou en éditant manuellement des mouvements : cette méthode permet de faire de la programmation séquentielle sans rentrer une seule ligne de code. Si l’on souhaite aller un peu plus loin dans la programmation, on peut créer ses propres boîtes Choregraphe : pour cela, il faut savoir écrire en Python et connaître les bases de fonctionnement de NAOQi. Finalement, on peut modifier/éditer le firmware en y rajoutant soi-même des modules. Ce type de programmation se fait à l’aide du langage C++ et nécessite un certain niveau d’expertise. En plus de ces outils de programmation propres à Aldebaran, l’environnement software de NAO est compatible avec des outils plus ou moins traditionnels de programmation, comme les logiciels Visual Studio et Microsoft Robotics Studio de Microsoft, le langage URBI dédié à la robotique créé par la société Gostai, … Le tout est détaillé, expliqué, commenté dans une documentation mise à la disposition des utilisateurs et fournie en exemples, commentaires, etc. Figure 2: Une capture d'écran du logiciel Choregraphe 6 L’ensemble de ces documents, fonctionnalités et logiciels constitue ce que l’on appelle le SDK (System Development Kit) de NAO. Ce SDK est conçu pour être cross-platform, c'est-à- dire qu’il fontionne sur les dernières versions de Mac, Linux (distribution Ubuntu) et de Windows. Il existe une gamme de déclinaisons de NAO, qui possèdent plus ou moins de fonctionnalités hardware sans que cela ne nuise à l’uniformité de la plateforme software, avec un logiciel de simulation et bien sûr Choregraphe, l’interface graphique de développement pour NAO : Figure 3: La gamme d'Aldebaran Robotics pour la recherche et l'éducation 7 I. NAO d’Aldebaran Robotics, un produit innovant sur un marché émergent a. La robotique, un marché émergent ? i. Histoire de la robotique ii. Analyse en terme de théorie de la conception iii. La robotique, le secteur du futur ? b. Le marché des innovateurs et early adopters : une rampe de lancement pour NAO ? i. Le marché de la recherche ii. Le marché des hobbyistes iii. Le marché de l’éducation c. L’impact de ces marchés sur les variables de conception de NAO i. Le hardware ii. Le software iii. Le service II. Le management de l’innovation technologique chez Aldebaran Robotics: vers une gestion de plateforme? a. L’open innovation pour la recherche technologique chez Aldebaran Robotics i. Les relations ambigües avec l’open-source ii. Les relations avec les complémenteurs et la gestion des projets collaboratifs b. Les implications du choix d’une gestion de plateforme i. Les risques de la stratégie de plateforme ii. La mise en place d’une gestion de plateforme III. Stratégies d’exploration des usages pour Aldebaran Robotics a. La mise en place d’un système d’échange et de co-conception des usages i. Les variables de conception du système d’échange ii. Le lancement du système d’échange d’usages et son utilisation à long terme b. La mise en place d’une stratégie de plateforme : comment lancer l’effet de réseau ? i. Entendre, identifier et isoler les différentes clientèles 8 Première partie Introduction La robotique, vue par beaucoup comme un des principaux secteurs industriels de demain, porte en elle, contrairement à ce que l’on entend souvent, une longue histoire. Baignés dans une certaine mythologie, les robots n’ont cependant jamais vraiment réussi à s’imposer auprès des particuliers.