Le robot intelligence artificielle est une créature étonnante. Créée par l’Homme, elles est toutefois dotée d’une intelligence qui semble parfois avoisiner celle de l’être humain.
Pour mieux comprendre cette technologie incroyable, il est toutefois nécessaire de comprendre comment fonctionnent les robots intelligence artificielle, de leur enveloppe physique jusqu’à l’ordinateur qui leur sert de cerveau.
Les éléments constitutifs d’un robot
Les êtres humains sont constitués de 5 composants basiques : une structure corporelle, un système musculaire permettant d’animer cette structure, un système sensoriel permettant de recevoir des informations sur ce corps et son environnement, une source d’énergie pour activer les muscles et les sens, et un système cérébral qui traite les informations sensorielles et indique aux muscles ce qu’ils doivent faire. Nous possédons aussi des attributs intangibles, comme l’intelligence et la moralité, mais les attributs énumérés ci-dessus sont les principaux composants physiques de l’être humain.
Un robot est constitué des mêmes composants. Un robot typique est un assemblage d’une structure physique, d’un moteur, d’un système sensoriel, d’une source d’alimentation et d’un ordinateur faisant office de cerveau pour contrôler ces différents éléments. Concrètement, les robots sont des versions créées par l’humain d’un animal. Ce sont des machines qui reproduisent le comportement d’un humain ou d’un animal.
Les pionniers de la robotique dans le monde
L’un des pionniers de la robotique industrielle, Joseph Engelberger, a remarqué qu’il est impossible de définir les robots, mais qu’il est possible de savoir quand on en voit un. Si l’on passe en revue toutes les machines différentes que les Hommes considèrent comme des robots, il est en effet impossible de proposer une définition concrète.
Les robots emblématiques ont beaucoup évolué depuis les premières générations présentées dans la culture populaire et l’industrie. ASIMO de Honda, autrefois symbole de la robotique humanoïde, n’est plus développé depuis 2018. Par contre, le chien robot AIBO de Sony a été relancé avec une version modernisée en 2018-2019, intégrant des capacités d’interaction et d’apprentissage améliorées.
Dans le domaine industriel et militaire, de nombreux modèles ont été remplacés par des robots plus récents et performants. Ces derniers ont des bras collaboratifs et des drones autonomes de dernière génération. Du côté de l’exploration spatiale, les rovers de la NASA, comme Curiosity et Perseverance, illustrent l’avancée des technologies robotiques.
Les robots sont capables de naviguer sur des terrains complexes et d’effectuer des analyses scientifiques sophistiquées.
Toutes ces machines et ces intelligences artificielles sont considérées comme des robots et sont pourtant toutes différentes. Pour la plupart des roboticiens toutefois, la définition est plus précise : un robot possède un cerveau reprogrammable qui permet de déplacer un corps.
Les caractéristiques des robots
Les robots se distinguent des autres machines mobiles comme les voitures par la présence d’un ordinateur. De nombreuses voitures récentes embarquent un ordinateur, mais cet ordinateur ne sert qu’à faire des ajustements mineurs. Les robots se distinguent également des ordinateurs ordinaires par leur nature physique. Robot et intelligence artificielle sont donc intimement liés.
La plupart des robots ont plusieurs caractéristiques en commun. Tout d’abord, tous les robots possèdent un corps amovible. Certains se contentent de roues motorisées, d’autres ont des douzaines de segments amovibles. Comme les os d’un corps humain, ces segments individuels sont connectés par des joints. Pour faire tourner leurs roues et pivoter leurs segments, les robots sont équipés d’un actuateur. Cet actuateur peut être un moteur électrique ou un solénoïde, ou encore un système hydraulique ou pneumatique.
Comment fonctionne un robot ?
Un robot fonctionne grâce à une source d’énergie qui alimente ses systèmes internes. Cette énergie peut provenir d’une batterie, d’un câble électrique, ou encore de systèmes spécifiques comme une pompe hydraulique ou un compresseur d’air pour les robots utilisant des technologies hydrauliques ou pneumatiques. Sans cette énergie, aucun mouvement ni action n’est possible.
Les mouvements du robot sont assurés par des actuateurs reliés à un circuit électrique. Ce circuit alimente les moteurs, les solénoïdes et contrôle les valves hydrauliques qui dirigent les fluides sous pression. L’ordinateur central du robot gère ces actions en activant les bons composants selon les besoins, ce qui permet au robot de réaliser des mouvements précis et programmés.
Enfin, les robots disposent de capteurs qui leur permettent de percevoir leur environnement et surtout de mesurer leurs propres mouvements. Par exemple, un système de LED et capteurs de lumière détecte la rotation des roues pour transmettre des données à l’ordinateur. Grâce à ces informations, le robot peut ajuster ses actions avec précision, et les ingénieurs peuvent combiner ces éléments pour créer des machines de plus en plus complexes et intelligentes.
Le bras robotique
Le terme robot vient du mot tchèque « robota », qui signifie travail forcé, ce qui reflète bien son rôle principal. En effet, la majorité des robots sont conçus pour effectuer des tâches répétitives, pénibles ou dangereuses pour les humains. Ils sont donc principalement utilisés pour remplacer ou assister l’homme dans des environnements industriels exigeants.
Le type de robot le plus courant est le bras robotique industriel, composé de plusieurs segments métalliques reliés par des joints motorisés. Contrôlé par un ordinateur, il reproduit des mouvements précis et répétitifs grâce à des moteurs électriques et des capteurs de position. Ce bras fonctionne comme un bras humain simplifié, avec des équivalents d’épaule, de coude et de poignet, et possède généralement six degrés de liberté.
Ces robots sont équipés de différents effecteurs, comme des pinces, des sprays de peinture ou des perceuses, selon la tâche à accomplir. Programmés pour répéter une même séquence de mouvements, ils sont particulièrement utilisés dans les chaînes de montage, notamment pour l’assemblage automobile. Leur précision, leur endurance et leur capacité à travailler sans fatigue en font des outils essentiels dans l’industrie moderne et la fabrication de composants électroniques.
Robots mobiles
Les bras robotiques sont relativement simples à concevoir car ils évoluent dans un espace limité et contrôlé. En revanche, les robots mobiles sont beaucoup plus complexes, car ils nécessitent un véritable système de locomotion. Selon le terrain, ils peuvent utiliser des roues, des pneus ou des jambes, ces dernières étant souvent privilégiées pour leur adaptabilité proche du mouvement humain.
Les mouvements des robots à jambes sont généralement assurés par des pistons hydrauliques ou pneumatiques, qui fonctionnent comme des muscles artificiels attachés à des segments comparables aux os humains. Le roboticien doit programmer les combinaisons de mouvements nécessaires pour permettre la marche, un processus complexe proche de l’apprentissage moteur chez l’être humain. De plus, de nombreux robots disposent d’un système d’équilibre intégré qui corrige automatiquement leurs mouvements pour éviter les chutes.
Cependant, la locomotion bipède reste difficile à maîtriser, car elle est naturellement instable. Pour améliorer la stabilité, les ingénieurs s’inspirent souvent des animaux, notamment des insectes à six pattes, réputés pour leur excellent équilibre sur différents terrains. Enfin, certains robots mobiles sont télécommandés via radio, infrarouge ou câble, ce qui permet de les utiliser dans des environnements dangereux ou inaccessibles, comme les volcans ou les fonds marins.
Robots autonomes
Les robots autonomes sont capables d’agir de manière indépendante en réagissant à des stimuli extérieurs. Ils sont programmés pour exécuter des actions simples selon les situations rencontrées, comme avancer puis changer de direction lorsqu’un obstacle est détecté. Par exemple, un robot équipé d’un capteur d’obstacles avance en ligne droite, puis recule et tourne automatiquement après un impact, selon les instructions de son programme.
Les robots plus avancés reposent sur des systèmes de capteurs sophistiqués et des programmes plus intelligents, leur permettant de naviguer dans des environnements variés. Les capteurs les plus courants sont les dispositifs infrarouges et ultrasoniques, qui fonctionnent comme une forme d’écholocalisation en mesurant le temps de retour des signaux. Les modèles les plus évolués utilisent aussi la vision stéréo, la reconnaissance d’image, ainsi que des microphones ou des capteurs d’odeurs pour analyser leur environnement.
Certains robots autonomes restent limités à des environnements connus, comme les robots tondeuses qui fonctionnent grâce à des délimitations précises. D’autres sont capables de s’adapter à des milieux inconnus en créant des cartes du terrain et en associant des patterns visuels à des actions spécifiques, ce qui est essentiel pour les rovers d’exploration spatiale. Dans certains cas, les robots utilisent même des stratégies aléatoires, en testant différents mouvements jusqu’à trouver une solution lorsqu’ils sont bloqués.
Robot intelligence artificielle
L’intelligence artificielle est probablement le champ le plus excitant de la robotique, mais également le plus controversé. Le débat fait rage pour déterminer si les robots doivent être dotés d’intelligence. Tout comme la notion de robot, l’intelligence est difficile à définir. L’intelligence artificielle ultime serait la recréation du processus de pensée humaine. Une machine créée par l’humain, dotée de capacités intellectuelles égales ou supérieures.
Une telle intelligence inclurait notamment la capacité à apprendre, à raisonner, à utiliser le langage et à formuler des idées originales. Les roboticiens sont encore loin de parvenir à atteindre un tel niveau d’intelligence, mais ont effectué de nombreux progrès dans ce domaine. Aujourd’hui, un robot intelligence artificielle peut répliquer certains éléments spécifiques de nos facultés intellectuelles.
Les ordinateurs peuvent résoudre des problèmes dans certains domaines. L’idée basique de la résolution de problème par un robot intelligence artificielle est très simple, mais son exécution est compliquée. Tout d’abord, le robot intelligence artificielle ou l’ordinateur rassemble des faits sur une situation au travers de capteurs ou par des entrées humaines. L’ordinateur compare cette information à des données stockées et détermine ce que ces informations signifient. Ils lancent ensuite une variété d’actions possibles et prédisent quelles actions pourront permettre de résoudre le problème. Bien sûr, l’ordinateur peut uniquement résoudre les problèmes qu’il est programmé pour résoudre. Il n’a pas de capacités analytiques généralisées.
Autres spécificités d’un robot
Certains robots possèdent toutefois la capacité d’apprendre, dans une certaine mesure. Ces robots reconnaissent si une certaine action permet d’atteindre un résultat souhaité. Le robot intelligence artificielle stocke ensuite cette information et tente cette action à succès la prochaine fois qu’il rencontre la même situation. Là encore, les ordinateurs modernes ne peuvent effectuer ces tâches que des situations limitées. Ils ne peuvent pas absorber des informations comme un humain. Certains robots peuvent apprendre en imitant les actions humaines. Par exemple, au Japon, des roboticiens ont appris à un robot intelligence artificielle comment danser en lui faisant une démonstration de mouvements.
Certains robots peuvent interagir socialement. Par exemple, Kismet, un robot intelligence artificielle du MIT, reconnaît le langage corporel humain et l’intonation vocale et réagit en fonction. Les créateurs de Kismet sont intéressés dans la façon dont les humains et les bébés interagissent, en se basant uniquement sur le ton de la voix et l’expression du regard. Ces interactions pourraient être la base d’un système d’apprentissage similaire à celui de l’humain.
Kismet et les autres robots humanoïdes du MIT AI Lab opèrent en utilisant une structure de contrôle non conventionnelle. Plutôt que d’effectuer chaque action en utilisant un ordinateur central, les robots contrôlent des actions d’un niveau inférieur à l’aide d’ordinateurs de niveau inférieur. Le directeur du programme, Rodney Brooks, pense qu’il s’agit d’un modèle plus semblable à l’intelligence humaine. Nous effectuons la plupart des tâches automatiquement, sans décider de les faire consciemment.
Robot et intelligence artificielle : quels sont les défis ?
Le véritable défi de l’intelligence artificielle (IA) est de comprendre le fonctionnement de l’intelligence naturelle. Concevoir un robot intelligent n’est pas comparable à fabriquer un organe artificiel comme un cœur, car il n’existe pas de modèle simple à reproduire. Le cerveau humain, composé de milliards de neurones, fonctionne grâce à des connexions électriques complexes, mais le lien exact entre ces connexions et la pensée ou le raisonnement reste encore largement mystérieux.
Pour cette raison, la recherche en intelligence artificielle est principalement théorique et expérimentale. Les scientifiques formulent des hypothèses sur la manière dont nous apprenons et raisonnons, puis les testent à travers des robots intelligents et des programmes informatiques. Certains chercheurs, comme Brooks, privilégient les robots humanoïdes, estimant que l’interaction avec le monde réel est essentielle pour développer une intelligence proche de celle de l’humain.
De la même manière que la robotique physique aide à comprendre le corps humain, l’IA permet d’explorer les mécanismes de l’intelligence naturelle. Certains imaginent un futur où les robots intelligents travailleront aux côtés des humains dans des domaines comme le travail manuel, la santé ou la communication, tandis que d’autres envisagent l’apparition de cyborgs, combinant humains et machines. Dans tous les cas, les robots intelligents devraient occuper une place centrale dans la vie quotidienne, comme les ordinateurs l’ont fait depuis les années 1980.
FAQ
Un robot IA est une machine physique équipée d’intelligence artificielle capable d’exécuter des tâches de manière autonome ou semi-autonome. Il peut percevoir son environnement via des capteurs, prendre des décisions grâce à un logiciel intelligent et agir sur le monde réel. Les applications incluent la robotique industrielle, les robots domestiques et les robots sociaux.
Un robot IA apprend grâce à des algorithmes d’apprentissage automatique. Il peut observer des données, expérimenter des actions et ajuster ses comportements pour améliorer ses performances. Certains robots apprennent par imitation, tandis que d’autres utilisent l’apprentissage par renforcement ou des réseaux neuronaux pour s’adapter à des situations complexes ou inconnues.
Les robots IA utilisent divers capteurs pour interagir avec leur environnement : caméras pour la vision, microphones pour le son, capteurs tactiles pour le toucher, LIDAR pour la distance, et capteurs de température ou de pression.L’IA analyse ces données pour prendre des décisions, naviguer, détecter des obstacles ou manipuler des objets avec précision.
Restez à la pointe de l'information avec INTELLIGENCE-ARTIFICIELLE.COM !
- Partager l'article :
