La robotique est une branche de la science et de l’ingénierie qui rassemble plusieurs disciplines. Les activités principales tournent autour de la conception, la construction et le déploiement des robots mécaniques.
Les ingénieurs de la robotique conçoivent des robots qui peuvent exécuter des tâches dans différents secteurs et sous différentes conditions. Cela peut concerner les industries manufacturières, médicales ou encore l’armée. C’est également la même science qui produit des instruments que nous utilisons dans la vie quotidienne comme les aspirateurs, les jouets, etc.
Qu’est-ce que la robotique ?
La robotique est une combinaison de la science, de l’ingénierie et de la technologie pour la production des robots. Entre autres, la science de la robotique inclut également l’électronique, la mécanique, les maths et, parfois, l’informatique quand il s’agit des robots intelligents. Autrement dit, c’est un secteur qui regroupe toutes les techniques pour créer des machines physiques, ou dans certains cas, virtuels.
Ces appareils automatiques servent à remplacer ou à reproduire des actions humaines. Tout comme l’ensemble de la technologie, le domaine de la robotique ne cesse de progresser. En 2005, 90 % des robots qui existaient étaient au service des constructeurs automobiles. Dans la plupart des cas, il était question de bras mécaniques qui servaient à souder ou à visser les différentes pièces d’une voiture.
De nos jours, les secteurs qui utilisent les robots sont très diversifiés, allant du domaine de la santé jusqu’à l’armée. Par ailleurs, la limite de ce que peuvent entreprendre les robots est loin d’être atteinte. L’intelligence artificielle et ses logiciels apportent également leurs contributions à la robotique, en rendant les machines encore plus performantes.
L’histoire de la robotique
Le terme robotique a été inventé et utilisé pour la première fois par Isaac Asimov, dans une nouvelle intitulée Runaround. Vous l’aurez compris, ce mot est dérivé de « robot ». Néanmoins, c’est dans sa nouvelle Menteur ! que le mot est apparu pour la première fois au public. Professeur de biochimie, Asimov (1920-1992) était un auteur de romans de science fiction très connu. Outre le mot « robotique », il a également inventé, avec John W. Campbell, les trois lois de la robotique, en 1942. Mais bien sûr, il s’agit là de règles qu’ils ont inventées pour leurs romans.
En réalité, les robots existent déjà depuis des siècles, connus auparavant en tant qu’automates. C’étaient par exemple des machines à musique ou des portes à ouverture automatique. Mais au départ, ces inventions n’étaient pas destinées à des fins commerciales. C’est seulement vers 1960, avec l’intégration des premiers robots industriels, que la robotique a commencé à se répandre. Puis, vers la fin des années 90, l’intégration de la vision artificielle et des capteurs leur ont permis de s’adapter à leur environnement et de se déplacer en fonction.
Un robot, c’est quoi ?
Encore une fois, un robot est le produit issu du domaine de la robotique. Selon l’ATILF (Analyse et traitement informatique de la langue française), il s’agit d’une machine dotée de capteurs et d’activateurs et qui dispose d’un système logique. Comme nous l’avons déjà mentionné, les premiers robots industriels étaient des machines de construction. Maintenant, un robot peut aider à lutter contre un incendie, à nettoyer une maison ou même à assister des chirurgiens dans des opérations. Nous pouvons donc trouver différentes sortes de robots, toutefois, ils ont à peu près des caractéristiques communes.
Déjà, les robots correspondent tous à une construction mécanique dont l’aspect dépend de ses tâches et de l’environnement pour lequel il est conçu. Par ailleurs, ils sont équipés de composants électriques qui servent à alimenter le mécanisme. Généralement, cela correspond à une batterie qui produit du courant électrique. Bien qu’il puisse en avoir différents niveaux que nous développerons plus tard, un robot nécessite un minimum de programmation informatique. En effet, c’est grâce à cela qu’il peut effectuer les tâches qui lui sont destinées.
Les différents types de robots
Pour réitérer nos précédents propos, les robots peuvent avoir différents aspects et tailles, en fonction de leur tâche et de leur environnement. Par exemple, le « RoboBee » fait 0,2 mm, tandis que le « Vindskip », un navire de transport robotique, mesure 200 mètres. Autrement dit, il n’y a aucune limite à l’apparence que peut avoir un robot. Néanmoins, nous pouvons distinguer certains types, en fonction de leur programmation.
Un robot télécommandé
Il s’agit d’un dispositif semi-autonome qui utilise un réseau sans fil pour permettre à un humain de le contrôler à distance. Généralement, ce type de robot est utilisé dans les conditions extrêmes (géographiques, climatiques, circonstances, etc.). C’est par exemple le cas des sous-marins téléguidés, utilisés pour la maintenance des navires ou encore les drones qui servent à détecter les mines sur un champ de bataille.
Le robot pré-programmé
Une machine robotique pré-programmée se déploie dans un espace contrôlé où elle effectue des tâches assez simples. Les bras mécanisés qui servent aux usines de fabrications sont des prototypes de robots pré-programmés. Ils ont des attributions telles que le vissage ou la soudure, le principe étant de le faire plus efficacement et plus rapidement qu’un humain.
Les robots autonomes
Cela va de soi, les robots autonomes fonctionnent sans l’intervention d’un opérateur humain. Ils sont conçus pour effectuer des tâches dans un environnement qui ne requiert pas de surveillance. Leur autonomie repose sur les capteurs qui leur permettent de percevoir ce tout qui les entoure. Dans la plupart des cas, un ordinateur traite les données collectées au niveau des capteurs pour les aider à prendre des décisions sur leur agissement. L’aspirateur robot Roomba, qui se déplace librement dans la maison, en est le parfait exemple.
Les robots artificiellement intelligents
Un robot autonome peut être ou non intelligent. Nous parlons ici d’une intelligence artificielle, programmée par un ordinateur. La différence entre un robot simplement autonome et un robot doté d’une IA se situe au niveau des tâches qu’il peut ou non accomplir. Les capacités d’une machine automatique peuvent connaître certaines limites. L’IA peut alors intervenir pour lui donner plus d’aptitudes et de bon sens.
Les humanoïdes de la robotique
Les humanoïdes sont des robots qui ont l’apparence d’un humain, ou d’une partie de son corps. Et cette ressemblance ne concerne pas uniquement le physique. En effet, ils sont souvent programmés pour des activités humaines comme marcher, transporter des objets, etc. Parmi les humanoïdes les plus populaires figurent Atlas de Boston Dynamics et Sophia de Hanson Robotics.
Les robots d’augmentation
Il s’agit des produits de la science robotique qui se déploient dans le concept de l’homme augmenté. En d’autres termes, ce sont des robots qui servent à améliorer ou à remplacer certaines capacités d’une personne. Cette branche de la robotique pourrait très bien donner vie à la science fiction, quoique, actuellement, elle travaille sur les dispositifs tels que les prothèses.
L’importance de la robotique
La robotique a dépassé depuis longtemps le stade ou elle profitait uniquement aux industries manufacturières. Aujourd’hui, elle est présente dans presque tous les domaines. Toutefois, pour décrire ce qu’elle représente, commençons quand même par le plus évident.
La robotique dans les industries et les entreprises
L’industrie de fabrication reste sans doute le plus grand utilisateur de robots. Actuellement, 3 millions de robots industriels seraient en service. Parmi les dispositifs les plus utilisés, les cobots ou robots collaboratifs homme-machine contribuent à atteindre les objectifs communs. En d’autres termes, des cobots et des humains œuvrent dans un même environnement.
Les robots industriels jouent un rôle clé dans la production à la chaîne, grâce à l’automatisation. En termes de rentabilité, de durabilité et d’efficacité, ils participent au succès des entreprises industrielles. À part les robots qui servent à la construction et à la maintenance des machines, il en existe également d’autres qui sont utilisés pour la peinture, le ponçage, etc. Le choix du type de robot (autonome ou semi-autonome) se fait en fonction des tâches à accomplir.
Outre les entreprises industrielles, le domaine de la logistique bénéficie également de la robotique. Elle peut intervenir dans l’expédition, la manutention et même dans le contrôle de la qualité. L’utilisation des robots permet d’accélérer le processus de livraison sur tous les niveaux.
Le secteur de la santé
La robotique a permis à l’industrie de la santé de faire d’énormes progrès. Nous pouvons retrouver les robots au sein des services de la chirurgie pour effectuer des opérations ou encore aux urgences pour assister le personnel. D’autre part, les robots infirmiers occupent également une place importante dans le marché de la robotique. Contrairement aux humains, la performance des robots est constante. Autrement dit, ils aident à réduire les risques d’erreurs qui peuvent être causés par la fatigue. Précisons toutefois que les robots qui servent à soigner des gens sont guidés par des professionnels de santé qualifiés. D’autre part, les exosquelettes, une solution robotisée pour la rééducation, offrent des résultats très encourageants.
Au service de l’armée
Une autre cause humanitaire que sert la science de la robotique est la protection civile et la lutte contre le terrorisme. En effet, l’armée utilise des robots militaires, et parfois des armes autonomes pour la surveillance et la reconnaissance, comme les drones que nous avons mentionnés auparavant. Néanmoins, ce domaine d’application de la robotique nécessite un questionnement concernant l’éthique, car l’autonomie de certaines machines peut avoir des conséquences inattendues.
Les particuliers et la robotique
Si vous souhaitez avoir un robot dans votre maison, vous ne rêvez pas, c’est tout à fait possible. Nous avons parlé des robots aspirateurs, mais cela pourrait également être un robot qui cuisine pour vous, sans oublier les robots de divertissement pour les enfants. Encore mieux, grâce à l’intelligence artificielle, certains robots peuvent même avoir des rôles plus importants comme être serveur ou encore assistant personnel.
Et si vous avez entendu parler des véhicules autonomes comme Tesla, vous aurez compris l’importance de la robotique pour le domaine du transport. Effectivement, les voitures qui ne nécessitent plus un humain pour les conduire sont bel et bien réelles, et elles peuvent même circuler légalement dans certains pays.
Découvrez les rôles de l’IA en robotique
La robotique et l’intelligence artificielle peuvent coexister. Effectivement, les projets utilisant l’IA dans la robotique sont minoritaires, mais de telles conceptions sont susceptibles de devenir plus courantes à l’avenir à mesure que nos systèmes d’IA deviennent plus sophistiqués. Voici quelques exemples de robots existants qui utilisent l’IA.
L’exemple le plus évident de robots pour les ménages utilisant l’IA est le prochain robot Astro d’Amazon. Il peut naviguer de manière autonome dans la maison, agissant comme des yeux et des oreilles lorsque vous n’êtes pas là grâce à une caméra périscope.
Ce n’est pas entièrement nouveau, car les aspirateurs robots peuvent également naviguer autour des meubles. Mais ici aussi, l’IA joue un rôle plus important. Il a été indiqué que ce nouveau modèle utilisera le machine learning et l’IA pour repérer et éviter les excréments d’animaux.
La portée de l’IA robotique dans la fabrication, également connue sous le nom d’Industrie 4.0, est potentiellement plus transformationnelle. Cela pourrait être aussi simple qu’un robot naviguant de manière algorithmique dans un entrepôt très fréquenté. Or les entreprises comme Vicarious utilisent l’IA sur une robotique clé en main où la tâche est trop complexe pour une automatisation programmée.
Les professionnels de la santé sont souvent fatigués et surmenés, et dans le monde de la santé, la fatigue peut avoir des conséquences fatales. Cependant, les robots ne se fatiguent pas, ce qui en fait potentiellement un substitut parfait. En outre, les « chirurgiens Waldo » sont capables d’effectuer des opérations avec une précision incroyable et une « main » stable.
Mais les robots n’ont pas besoin d’être capables d’accomplir les tâches de chirurgiens hautement qualifiés pour être utiles. Des exemples plus élémentaires de robots dans le domaine de la santé peuvent libérer du temps pour les médecins en s’occupant de travaux moins qualifiés. Moxi, par exemple, peut tout faire, de la distribution d’EPI à l’analyse d’échantillons de patients, ce qui laisse aux médecins humains plus de temps pour s’occuper.
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