Robot

Infos
ASIMO, un robot humanoïde construit par Honda. On nomme robot un dispositif mécanique accomplissant automatiquement des tâches généralement considérées dangereuses ou pénibles pour un humain. L'évolution de l'électronique et de l'informatique permet des traitements de plus en plus complexes. La définition de ce qui est comptabilisé ou non comme robot varie selon les pays considérés. Au Japon, par exemple, cette catégorie inclut à la différence de la France nomb
Robot

ASIMO, un robot humanoïde construit par Honda. On nomme robot un dispositif mécanique accomplissant automatiquement des tâches généralement considérées dangereuses ou pénibles pour un humain. L'évolution de l'électronique et de l'informatique permet des traitements de plus en plus complexes. La définition de ce qui est comptabilisé ou non comme robot varie selon les pays considérés. Au Japon, par exemple, cette catégorie inclut à la différence de la France nombre de machines-outils programmables. En dépit de leur coût élevé à l'époque (faute de microprocesseurs puissants produits en masse), les robots se sont imposés très vite, dès le début des années 70, pour certaines tâches comme la peinture des carrosseries automobiles, en atmosphère de vapeurs toxiques.

Étymologie

Le terme robot, dérivé du mot robota (corvée seigneuriale, travail de serf dans les langues slaves. Ex. : « robotnik », le travailleur, en tchèque), a été introduit par l'écrivain tchèque Karel Čapek dans la pièce de théâtre R. U. R. (Rossum's Universal Robots) en 1920. Cette pièce fut jouée pour la première fois en 1921. Bien que Karel Čapek soit souvent considéré comme l'inventeur du mot, il a lui-même désigné son frère Josef, peintre et écrivain, comme l'inventeur réel. Certains assurent que le mot robot a été d'abord utilisé dans la courte pièce Opilec de Josef Čapek (the Drunkard), publiée dans la collection Lelio en 1917. Selon la Société des frères Čapek à Prague, ce serait inexact. Le mot employé dans Opilec est automate, alors que Robot est apparu pour la première fois dans RUR. Alors que les robots de Čapek étaient des humains organiques artificiels, le mot robot a été pris pour désigner des humains « mécaniques ». Le terme androïde peut signifier l'un ou l'autre, alors que cyborg (« organisme cybernétique » ou « homme bionique ») serait une créature faite de parties organiques et artificielles. Quant au terme robotique, il a été introduit dans la littérature en 1942 par Isaac Asimov dans son livre Runaround. Il y énonce les « trois règles de la robotique » qui deviendront par la suite « les trois lois de la robotique ». Antiquité L'idée de personnes artificielles remonte vraisemblablement à la légende antique de Cadmos, qui, semant des dents de dragon, créa des soldats. Le mythe de Pygmalion, quant à lui, raconte comment la statue Galatée devint vivante. Dans la mythologie classique, le dieu des forges (Vulcain ou Héphaïstos) créa des serviteurs mécaniques, certains intelligents, d'autres en jeunes esclaves dorés, d'autres encore en forme de tables tripodes utilitaires mues par leur propre énergie. Renaissance Le premier schéma d'un robot humanoïde fut l'œuvre de Léonard de Vinci aux alentours de 1495. Les carnets de Vinci, redécouverts dans les années 1950, contenaient des dessins détaillés d'un chevalier mécanique qui était apparemment capable de se lever, balancer ses bras, et bouger sa tête et sa mâchoire. Le plan était probablement basé sur ses recherches anatomiques compilées dans l'homme vitruvien. On ne sait pas s'il a tenté de construire ce robot (voir : robot de Léonard de Vinci). XVIII et XIX siècle Le premier robot opérationnel connu fut construit par Jacques de Vaucanson en 1738, qui créa un androïde flûtiste, ainsi qu'un canard mécanique capable de manger et déféquer. La nouvelle L'homme au sable d'Ernest Théodore Amadeus Hoffmann (1817) décrit une femme mécanique à l'allure de poupée, et Steam Man of the Prairies d'Edward S. Ellis (1865) exprime la fascination américaine de l'industrialisation. La vague littéraire sur les automates humanoïdes culmina avec l'Homme électrique de Luis Senarens en 1885. XX siècle Lorsque la technologie arriva au point où l'on put prédire des créatures mécaniques (non ludiques), les réponses littéraires au concept de robot suscitèrent la crainte que les humains soient remplacés par leurs propres créations. Frankenstein (1818), parfois désigné comme le premier roman de science-fiction, est devenu un synonyme de ce thème. Lorsque la pièce de Čapek RUR introduisit le concept d'une chaîne de montage pilotée par des robots qui tentent de construire toujours plus de robots, le thème prit une consonance économique et philosophique, renforcée par le film classique Metropolis (1927), et les populaires La Guerre des étoiles (1977), Blade Runner (1982) et Terminator (1984). XXI siècle Bien que les clones ne soient pas des robots à proprement parler, le thème de l'opposition entre la créature et son créateur, à l'instar de Frankenstein, se retrouve dans un film comme The Island.

Industrie

Robots industriels KUKA Les robots sont intensivement utilisés dans l'industrie, où ils effectuent sans relâche des tâches répétitives et avec rigueur. Dans les chaînes de montage de l'industrie automobile, ils y remplacent les ouvriers dans les tâches pénibles et dangereuses (peinture, soudage, emboutissage, etc.). Les Robots industriels sont souvent munis de systèmes de vision qui leur procurent une souplesse d'exécution et des moyens de vérifier la qualité des produits fabriqués. La science des robots se nomme la robotique.

Principes

Le terme robot correspond à un type bien précis de système. Ainsi, si certaines caractéristiques ne sont pas présentes, une machine, même très complexe, ne peut être qualifiée de robot. La définition la plus précise du robot pourrait être : « Système automatique mécanisé capable d'effectuer une ou plusieurs tâches, dans un environnement donné, de manière autonome, par l'exécution d'un programme ». Selon cette définition, une machine aussi complexe qu'un avion de ligne n'est pas un robot, alors qu'un banal grille-pain peut être appelé robot.
- En effet, un avion de ligne, bien qu'embarquant de nombreux appareils automatiques et constituant un très complexe ensemble de systèmes associés, reste sous le contrôle des pilotes qui demeurent en haut de la pyramide hiérarchique des systèmes. Du décollage à l'atterrissage, l'appareil est gouverné et n'exécute pas un programme lui permettant d'accomplir toutes les tâches nécessaires sans contrôle humain.
- En revanche, le grille-pain va effectuer, une fois démarré, une tâche certes unique, très simple, mais de façon entièrement autonome et sans aucune intervention extérieure, exécutant un programme, une suite d'instructions: en effet, le thermostat à bilame qui coupe le circuit de chauffe et éjecte les tranches de pain dès que le temps de cuisson est écoulé peut être considéré comme une unité d'entrée, tandis que la valeur du réglage peut être considérée comme une variable du programme à exécuter. Ainsi le robot, machine programmable, ne peut être séparé de l'ordinateur, et à cet égard doit être défini comme une unité d'entrée/sortie, un périphérique. Le schéma et l'architecture classique des machines à traitement automatique de données restent donc valables, même dans le cas d'un futur robot quasi autonome, conforme aux prévisions de la science-fiction. La seule différence entre un ordinateur de bureau et un robot est que l'unité de calcul (processeur), les unités de stockage (mémoire vive et mémoire permanente), les unités d'entrée (caméras, etc.) sont soit embarquées dans le système, soit commandées à distance. Mais le robot lui-même, en tant que dispositif mécanique commandé par l'unité centrale, reste un périphérique de sortie. Quelle que soit la complexité du logiciel lui permettant de réagir à son environnement, le robot est piloté, exactement comme une imprimante qui exécute une suite de tâches programmées. Le robot reste donc une machine von Neumann, dont il n'est qu'un élément. Selon cette définition, on peut considérer, même si cette distinction est quelque peu académique, que les robots SWORD (évoqués plus bas) testés en ce moment en Irak, ainsi que les laboratoires automatiques opérant sur Mars ne sont pas, justement, de véritables robots, puisqu'ils ne s'agit que de systèmes téléguidés par un opérateur humain. En revanche, des systèmes automatisés comme certaines sondes spatiales, certains drones et les missiles de croisières, constituent bien des robots. Robot développé par Toyota

Robots autonomes

Ainsi l'on cherche à réaliser des systèmes capables de réagir seuls à l'environnement, c'est-à-dire à un certain imprévu. C'est ce plus ou moins grand degré d'autonomie (d'autres aiment mieux dire intelligence artificielle) qui rapproche les robots des systèmes complètement autonomes envisagés par la science-fiction et la recherche de pointe. Une certaine capacité d'adaptation à un environnement inconnu peut, dans les systèmes semi-autonomes actuels, être assurée pourvu que l'inconnu reste relativement prévisible: l'exemple déjà opérationnel de l'aspirateur-robot (par exemple l' ou le Trilobite d'Electrolux) en est une parfaite illustration : le logiciel qui pilote cet appareil est en mesure de réagir aux obstacles qui peuvent se rencontrer dans une habitation, de les contourner, de les mémoriser. Il sauvegarde le plan de l'appartement et peut le modifier en cas de besoin. Il retourne en fin de programme se connecter à son chargeur. Il doit donc fournir une réponse correcte au plus grand nombre possible de stimulations, qui sont autant de données entrées, non par un opérateur, mais par l'environnement. C'est un robot dans le plus pur sens du terme. L'autonomie suppose que le programme d'instructions prévoit la survenue de certains évènements, puis la ou les réactions appropriées à ceux-ci. Lorsque l'aspirateur évite un buffet parce qu'il sait que le buffet est là, il exécute un programme intégrant ce buffet, par exemple les coordonnées X-Y de son emplacement. Si ce buffet est déplacé ou supprimé, le robot est capable de modifier son plan en conséquence et, de traiter une zone du sol qu'il ne prenait pas en compte jusqu'alors, il atteint alors un degré supérieur d'autonomie. Lorsque les robots autonomes sont mobiles, il convient de leur fournir une source d'énergie embarquée : généralement une batterie d'accumulateurs électrique.

La robotique actuellement

-Robotique

Liste des robots commerciaux ou de laboratoire

Robots humanoïdes :
-Ubiko
-ASIMO
-Hubo
-NBH-1
-P1
-P2
-P3
-Qrio
-KHR-1
-Projet Nao - Société Aldebaran Robotics Autres robots :
-Aibo, chien de compagnie dont il a existé plus de 6 générations de perfectionnement croissant. Sony a mis fin à cette ligne de produits en 2006 pour des raisons de ciblage économique de la société Sony.
-, un aspirateur robot complètement autonome pour la maison.
-Bn-1, le robot chat de BANDAI
-PaPeRo, le robot de compagnie par NEC, sucesseur du R100
-qfix, kit de robot pour éducation et hobby
-Rabbit, robot bipède destiné à la recherche sur la marche et la course.
-Robot SpiderBot, robot ayant huit roues motrices dont celles aux extremités (qui sont donc au nombre de quatre) ont deux degrés de libertés Robots industriels :
-Unimate, le 1 robot industriel
-KUKA FAMULUS, le premier robot à 6 axes entraînés de façon électromécanique (1973)
-Lemur, robot industriel à 6 pattes
-Robot Delta, robot ayant un bras de manipulation formé de 3 parallélogrammes

Marché de la robotique

Le nombre de robots en activité est en pleine explosion depuis une quinzaine d'années, sous les effets combinés des progrès techniques et de la baisse des coûts (divisés par quatre pour les robots industriels entre 1990 et 2003). Ils se répartissaient fin 2003 :
- 29 % de robots domestiques (dont 94 % d'aspirateurs automatiques (570 000 au total dont l' et le ) et 37 000 tondeuses automatiques) ;
- 38 % de robots industriels (soit 800 000 au total, dont 50 % présents au Japon, 31 % en Europe et 14 % en Amérique du Nord).
- 33 % de robots de loisirs (692 000, dont une majorité d'Aibo de Sony). Le nombre de robots militaires n'est pas déterminé, même si on exclut les missiles et autres satellites. Pour l'instant, les systèmes d'arme restent sous contrôle total d'un opérateur humain, même sur des systèmes par ailleurs robotisés. Les drones sont maintenant assez répandus (car le ciel est un endroit où il est assez facile de se mouvoir sans avoir à gérer des obstacles), et des robots terrestres sont en expérimentation dans les arsenaux de nombreux pays. Le plus médiatique est l'engin S.W.O.R.D.S. testé par les É.-U. en Irak La croissance du nombre de robots dans notre environnement restera forte d'ici à 2007. Les robots industriels (dont on recense plus de 20 000 applications, de la chaîne de montage automobile à la trayeuse automatique) devraient être un million cette année-là (soit 25 % de hausse). Quant aux robots domestiques, ils devraient être presque sept fois plus nombreux en 2005, avec quelques utilisations nouvelles (lavage de vitres, de piscines).

Futurs développements

La microrobotique est un champ d'étude en plein essor. La compréhension des phénomènes physiques dans la manipulation à l'échelle du micromètre et la miniaturisation des mécanismes sont d'un intérêt crucial pour la micro-ingénierie. Les recherches concernent aussi bien les capteurs, que les actionneurs et les préhenseurs. De nombreux roboticiens se concentrent aujourd'hui sur la locomotion humaine et animale. C'est une problématique difficile, en partie à cause de la puissance de calcul nécessaire. L'étude des robots à pattes a été menée depuis plusieurs décennies, surtout sur les robots hexapodes, quadripèdes, etc. La tendance était alors de copier la flexibilité, la robustesse et l'adaptabilité des insectes. Ce type de robot est statiquement stable, et donc plus facile à contrôler. Aujourd'hui on assiste à une intensification de la recherche sur la locomotion bipède, qui est par nature dynamiquement stable, donc plus difficile à maîtriser. Mais les avantages sont considérables : progression dans la connaissance de la bipédie, meilleur franchissement d'obstacle et adaptation à l'environnement humain. Ainsi de nombreuses universités et entreprises, surtout japonaises, se sont lancées dans la construction de robots humanoïdes. La robotique médicale est également très active. De nouveaux robots sont développés pour la chirurgie mini-invasive et la téléchirurgie. De nouvelles techniques sont exploitées, comme les actionneurs AMS (alliages à mémoire de forme), la microrobotique et les interfaces haptiques. Des algorithmes d'analyse d'images sont développés dans la même voie. La recherche s'est aussi orientée vers la navigation, la localisation et la planification de trajectoire. L'exploration sous-marine et spatiale sont des domaines où la robotique est d'une grande utilité. Les développements futurs concernent aussi la vision robotique, notamment dans le but de concevoir des véhicules « intelligents », ou des robots de surveillance et d'exploration. Alors que des pilotes automatiques sont installés depuis longtemps dans les avions de ligne, la recherche ayant pour but de concevoir des véhicules terrestres grand public robotisés se heurte a de nombreux obstacles. Si la localisation ne pose guère de problemes grâce au GPS, les techniques de reconnaissance d'objets à partir d'images ne permettent pas encore de reconnaître parfaitement les divers panneaux de signalisation routière, ni de distinguer les objets présents sur la chaussée ou le trottoir. De fait, un robot aurait toutes les difficultés à faire face à un imprévu. Enfin, une voie de développement importante concerne l'apprentissage des robots. Les robots actuels ne savent généralement pas s'adapter à une nouvelle situation car on ne leur a pas donné la possibilité d'apprendre et d'améliorer leurs comportements. Pourtant, des techniques d'apprentissage existent. Un peu comme le ferait un enfant, un robot pourrait donc apprendre de nouveaux comportements et s'adapter à des configurations non prévues au départ. Cet axe de recherche est actuellement en plein essor.

Cinéma

-Metropolis de Fritz Lang
- Robby, le robot de Planète interdite
- Numéro 5, le robot de Short Circuit et Short Circuit 2 - Appelez-moi Johnny 5
- Mondwest
-Terminator
-Matrix
-La Guerre des étoiles, avec en particulier R2D2 et C3PO
-Robocop
-A.I. Intelligence artificielle
-Blade Runner
-Alien
-L'Homme bicentenaire
-I, Robot

Littérature

La littérature de science-fiction autour du thème des robots est foisonnante notamment par :
-I, Robot d'Isaac Asimov
-Cycle des Robots d'Isaac Asimov
-Les robots dans la science-fiction sont souvent utilisés pour des reproductions.

Compétitions

RoboCup est une compétition internationale dont le but est de développer une équipe de football composée de robots humanoïdes totalement autonomes. L'objectif est de gagner contre les champions du monde d'ici 2050. Il existe plusieurs catégories, qui vont de la simulation aux robots humanoïdes en vraie grandeur. RoboCup est considérée comme la coupe du monde de robotique. Au Japon, où la robotique est très populaire, le tournoi de robots-sumos est une des compétitions les plus célèbres. La règle est simple : il faut sortir son adversaire de l’aire de jeu. Aux États-Unis, les Battlebots sont des combats violents de robots armés, placés dans une arène truffée de pièges. Ces robots doivent obéir à des règles précises (site officiel ). Des compétitions similaires existent en Angleterre sous le nom de Robot Wars. Ces combats très populaires passent aussi dans des émissions de télévision. La popularité des émissions de télévision telles que Robot Wars et Battlebots, des compétitions de robots-sumos, le succès des « bombes intelligentes » et des drones dans les conflits contemporains suggèrent que la crainte de voir des formes de vie artificielles devenir violentes n'est plus une illusion. L'agence de recherches avancées du département américain de la Défense (DARPA) finance des projets technologiques tels que le Darpa Grand Challenge, une course dans le désert du Nevada qui a lieu tous les ans. En octobre 2005, c'est l'engin conçu par l'université Stanford, baptisé Stanley, qui a remporté la récompense de 2 millions de dollars. Stanley est un véhicule automatique, conduit par 7 ordinateurs en réseaux et qui se guide par un radar et des rayons laser. En France, la compétition la plus célèbre est certainement la coupe E=M6. Il s'agit là de son nom le plus connu, car celle-ci a changé de nom pour « Coupe de France de robotique » en 1998. Voir l'article détaillé : Coupe de France de robotique En effet, toujours en 1998, elle a donné naissance à Eurobot, compétition européenne de robotique, ouverte à tous les pays du monde mais se déroulant en Europe. Celle-ci accueille désormais plus de 25 pays, les équipes étant qualifiées lors de rencontres nationales, organisées avec le soutien de l'association internationale Eurobot. Voir l'article détaillé : Eurobot Depuis 2002, les départements de GEii des IUT de France organisent également une rencontre annuelle (début juin, à Vierzon) de robots suiveurs de ligne . La motorisation et la source d'énergie étant imposées, les étudiants rivalisent principalement sur l'intelligence et l'efficacité de la partie commande. Un chassis moulé peut cependant être fourni.

Voir aussi

===
Sujets connexes
A.I. Intelligence artificielle   ASIMO   Accumulateur électrique   Aibo   Aldebaran Robotics   Alien   Androïde   Années 1950   Automate   Automobile   Autonomie   Batterie d'accumulateurs   Bipédie   Blade Runner (film)   Cadmos   Clonage   Contrôle de qualité   Coupe de France de robotique   Cybernétique   Cyborg   Drone   E=M6   Emboutissage   Eurobot   Exosquelette   France   Frankenstein ou le Prométhée moderne   Grille-pain   Haptique   Honda   Hubo   Humanoïde   Héphaïstos   I, Robot   I, Robot (film)   Inconnu   Industrie   Informatique   Institut universitaire de technologie   Intelligence artificielle   Isaac Asimov   Jacques de Vaucanson   Japon   John von Neumann   Josef Čapek   KHR-1   KUKA   Karel Čapek   L'Homme bicentenaire   La Guerre des étoiles   Lemur (robot)   Léonard de Vinci   Machine-outil   Matrix   Metropolis (film, 1927)   Microprocesseur   Microrobotique   Missile de croisière   Mécatronique   NBH-1   Nevada   Numéro 5 (Short Circuit)   Ordinateur   Ouvrier   PaPeRo   Peinture   Planète interdite   Portrait-robot   Préhenseur   Pygmalion et Galatée   Qrio   R. U. R. (Rossum's Universal Robots)   Robby le robot   Robocop   Robot Delta   Robotique   Science-fiction   Short Circuit   Sonde spatiale   Soudage   Source d'énergie   Tchèque   Tchécoslovaquie   The Island   Théâtre   Unimate   Université Stanford   V1   Variable   Vision industrielle   Vitruve   Vulcain (mythologie)  
#
Accident de Beaune   Amélie Mauresmo   Anisocytose   C3H6O   CA Paris   Carole Richert   Catherinettes   Chaleur massique   Championnat de Tunisie de football D2   Classement mondial des entreprises leader par secteur   Col du Bonhomme (Vosges)   De viris illustribus (Lhomond)   Dolcett   EGP  
^