Bienvenue sur mon blog

La robotique est l’ensemble des techniques permettant la conception et la réalisation de machines automatiques ou des robots.

L’ATILF définit le robot de la manière suivante : « Appareil effectuant, grâce à un système de commande automatique à base de micro-processeur, une tâche précise pour laquelle il a été conçu dans le domaine industriel, scientifique, militaire ou domestique »¹.

De cette définition découlent deux interprétations : la première serait de voir le robot comme une machine, qui possède des capteurs, un système logique et des actionneurs. Il est matériel. La deuxième laisse penser qu’un robot peut aussi être virtuel² (voir Bot informatique).

La robotique actuelle trouve des applications dans différents domaines (liste non exhaustive) :

• la robotique industrielle,
• la robotique domestique,
• la robotique médicale,
• la robotique militaire,
• la robotique scientifique, par exemple pour l’exploration de l’espace^3,4 (aérobot), des fonds marins (robots sous-marins autonomes), dans les laboratoires d’analyse (robotique de laboratoire), etc., ou encore
• la robotique de transport (de personnes et de marchandises), avec par exemple ROPITS (Robot for Personal Intellingent Transport System)⁵, Robosoft⁶, RoboCourier⁷, etc.

Nao, un robot humanoïde

Des robots industriels au travail dans une usine.

Étymologie

Isaac Asimov, écrivain

Le mot robotique est dérivé de robot. Selon le dictionnaire anglais Oxford, le mot robotique a été utilisé en version imprimée pour la première fois par Isaac Asimov, écrivain américain né en Russie, dans son récit de science-fiction Menteur!, publié en mai 1941 dans Astounding Science Fiction. Dans certains autres ouvrages d’Asimov, il affirme que la première utilisation du mot robotique était dans sa courte histoire Runaround (Astounding Science Fiction, mars 1942). Toutefois, la publication originale de Menteur! est antérieure à celle de Runaround de cinq mois, de sorte que le premier est considéré comme étant à l’origine du mot.

Asimov n’était initialement pas conscient d’avoir popularisé le mot. Il a supposé que le terme existait déjà, par analogie avec « mécanique » (comme « positronique » avec « électronique »), et d’autres termes similaires dénotant des branches de science appliquée⁸.

Préhistoire

Schéma hypothétique de l’appareil digestif du canard de Vaucanson

On trouve dans les récits de mythologie de l’Antiquité grecque des références à des humanoïdes artificiels, ainsi l’assistant mécanique fabriqué par le dieu Héphaistos. Au i^er siècle, Héron d’Alexandrie est l’inventeur des premiers automates, si l’on en croit du moins les appareillages qu’il décrit dans son Traité des pneumatiques (Πνευματικά). On lui doit par exemple un projet de machine utilisant la contraction ou la raréfaction de l’air pour ouvrir les portes d’un temple ou faire fonctionner une horloge, ceci en vue de « susciter l’étonnement et l’émerveillement »⁹.

Autre préfiguration du robot, cette fois dans la mythologie juive, le golem : être artificiel, généralement humanoïde, fait d’argile, incapable de parole et dépourvu de libre-arbitre mais conçu de façon à défendre son créateur.

Beaucoup plus tard viendront, les machines de Léonard de Vinci, au xvi^e siècle¹⁰ puis, au xviii^e siècle, puis celles de Jacques de Vaucanson, qui construit son premier automate dans les années 1730 à des fins ludiques et qui vers 1750, perfectionne les métiers à tisser en les automatisant par hydraulique.

Histoire

L’histoire de la robotique s’inscrit dans celle, plus vaste, du développement et de la prolifération des machines, qui débute au xviii^e siècle avec la Révolution industrielle. Elle commence donc avec l’automate. La différence fondamentale entre l’automate et ce que deviendra le robot au xx^e siècle tient à ce que le premier obéit à un programme strictement préétabli, que ce soit de manière mécanique ou électrique, alors que le second dispose de capteurs et d’appareillages électroniques, de sorte que ses actions découlent de ses contacts avec son environnement, ce qui – à la différence de l’automate – le rend autonome, « intelligent », au point que l’on parlera plus tard d’intelligence artificielle.

La robotique commence au début du xx^e siècle. Le chien électrique conçu par John Hammond et Benjamin Miessner en 1915, les machines de l’ingénieur Bent Russell (1913), du psychologue John Stephens (1929) et de l’eléctrochimiste Thomas Ross (1935)¹¹, les tortues cybernétiques de William Grey Walter (1950), le renard électronique d’Albert Ducrocq (1953) ou l’homéostat de W. Ross Ashby (1952). Ces robots sont, en général, des répliques simplifiées plus ou moins réussies d’animaux existants. Il s’agit, cependant, des premières réalisations de la reproduction artificielle du réflexe conditionné, encore appelé réflexe de Pavlov, qui constitue la base des comportements adaptatifs, lesquels sont à la base des comportements du vivant¹².

L’apparition de robots destinés à la guerre date de la Seconde Guerre mondiale, avec le Goliath, une mine filoguidée pouvant être actionnée à distance.

La robotisation de l’industrie commence dans les années 1960, dans le secteur automobile, puis va se répandre jusqu’à ce que l’on connaît aujourd’hui¹³.

À la fin du 20^e siècle, la robotique de transport (de personnes) fait son apparition avec le métro de Lille Métropole, qui est le premier métro au monde à utiliser la technologie de véhicule automatique léger (VAL), ou la ligne 14 du métro parisien, seule ligne du réseau métropolitain de Paris exploitée de manière complètement automatique dès sa mise en service (15 octobre 1998).

Les robots domestiques destinés au grand public, quant à eux, font leur apparition plus tard, au début du XXI^e, avec par exemple les aspirateurs ou tondeuses autonomes¹⁴.

Toujours au début du XXI^e mais au niveau militaire cette fois-ci, se développent les tourelles automatiques sur les navires de guerre, les appareils volants sans pilotes (voir drone), l’exosquelette motorisé ou encore les « mules » (BigDog en est un exemple).

Robot

Article détaillé : Robot.

Robot en phase de programmation.

Un robot est un système alimenté en énergie qui évolue dans un environnement statique ou dynamique, il est formé d’un microcontrôleur ainsi que d’un ou plusieurs capteurs et actionneurs.

La conception d’un robot se base sur son cahier des charges. Elle comprend l’analyse du comportement souhaité pour le robot et sa synthèse théorique, à l’aide notamment des théories d’asservissement, ainsi que l’implémentation logicielle et matérielle du robot.

La structure d’un robot est contrôlée de manière à effectuer une ou un ensemble de tâche. Ce contrôle inclut trois phases distinctes qui se répètent en boucle : la perception, le traitement et l’action. Un robot fonctionne par l’exécution continue d’un programme informatique constitués d’algorithmes. Ce programme est écrit dans un langage de programmation dont la nature est choisie par le constructeur.

La phase de perception est assurée par l’utilisation de capteurs, ou par un système d’information externe (GPS) qui permet un géopositionnement¹⁵. Les capteurs donnent une information à propos de l’environnement ou des composants internes (p.ex. position d’un moteur ou d’un vérin, état d’une LED, etc.). Cette information est utilisée pour calculer l’ordre approprié à envoyer aux actionneurs.

La phase de traitement est assurée par un microcontrôleur, elle peut varier en complexité. À un niveau réactif, un robot peut traduire l’information brute d’un capteur directement en commande d’un actionneur (p.ex. un arrêt d’urgence ; si un obstacle est détecté alors arrêt des moteurs). Avec des tâches plus sophistiquées, il faut utiliser des algorithmes. On peut entre autres utiliser des opérations mathématiques simples ou complexes, la trigonométrie, des conditions (si…alors…) et d’autres outils dépendants du langage utilisé.

La phase d’action est réalisée à l’aide d’actionneurs.

wikipédia: https://fr.wikipedia.org/wiki/Robotique