Les technologies robotiques modernes constituent un domaine scientifique extrêmement dynamique, qui évolue rapidement et apporte presque chaque année des innovations de rupture. On utilise couramment des robots dans notre vie quotidienne pour accomplir toutes sortes de tâches. Des machines humanoïdes sont déployées partout, de la médecine à la maison et à la fabrication. Ces robots peuvent varier par leurs caractéristiques, leurs fonctions et leur apparence ; certains vont d’une construction plutôt simple et primitive à des systèmes très complexes et presque indiscernables des humains. À ce jour, créer des robots qui ressemblent à des humains est l’objectif principal de la robotique partout dans le monde.
Robots dans la vie réelle
Les robots ont un champ d’application très large. Ils peuvent être utiles dans presque tous les domaines de la vie.
Robots en médecine
Des robots sont utilisés depuis longtemps pour traiter les personnes en situation de handicap. En particulier, la fabrication de prothèses et de membres artificiels modernes dépend fortement de la robotique. Les prothèses répondant aux normes élevées actuelles de la médecine sont mobiles, flexibles et servent de remplacements qualitatifs pour les membres perdus. Beaucoup de ces parties du corps artificielles sont directement manipulées par les impulsions électroniques du corps du patient. Mais ce n’est pas tout ce que la robotique peut offrir – on trouve des robots dans les blocs opératoires ainsi que dans de nombreux établissements d’enseignement pour médecins, et leur éventail d’applications possibles ne cesse de croître.
Robots dans l’industrie aérospatiale
Personne ne contestera que les robots doivent trouver leur place dans les futures missions d’exploration spatiale en tant que partie indispensable des équipages voyageant dans l’espace. Et si l’on regarde l’histoire, on voit déjà que la plupart des explorations spatiales ont été menées avec l’ aide de robots, cette idée n’a donc rien de nouveau. Nous avons de nombreux rovers lunaires, rovers martiens et robots-avatares qui travaillent pour nous dans l’espace. Mais la diversité de ces machines ne s’arrête pas là ; il existe en réalité de nombreux types de robots conçus spécifiquement pour les conditions extrêmes de l’espace. Ils peuvent accomplir des tâches inaccessibles aux humains ou tout simplement trop dangereuses.
Systèmes de sécurité robotiques autonomes
L’implémentation de robots modernes dans le domaine de la sécurité des personnes s’est avérée extrêmement précieuse. Par exemple, il existe des robots capables de localiser et d’identifier les dangers potentiels d’incendie et de les éliminer, évitant ainsi les catastrophes avant même qu’elles ne surviennent.
Et il ne faut pas écarter les robots engagés dans les services militaires. Ils sont utilisés pour l’entraînement des soldats — bien qu’ils ne soient pas conçus pour rappeler l’apparence humaine comme d’autres robots haut de gamme, ils reproduisent parfaitement le comportement et les réactions d’une vraie personne. Grâce à ces machines, les cadres militaires créent des situations et des conditions extrêmement proches d’hostilités réelles.
Les robots peuvent effectuer des opérations d’espionnage sur différents sites, sans attirer l’attention. Ce faisant, ils déchargent les forces de l’ordre, leur permettant de se consacrer à d’autres tâches importantes.
Appareils robotiques à la maison et dans la fabrication
Il est difficile d’imaginer des sites de production modernes et des usines sans tous les robots qu’ils utilisent. En général, les robots réalisent la majorité du travail effectué dans ces installations. Nous parlons d’un nombre massif d’opérations nécessitant une précision extrême de mouvement et d’innombrables répétitions, le tout se résumant à un processus continu à grande vitesse — un scénario impossible pour un humain. L’implémentation de robots peut augmenter les taux de production de secteurs manufacturiers entiers, libérant des employés humains et leur permettant de se consacrer à d’autres objectifs importants de l’entreprise.
Les robots sont également souvent utilisés dans les foyers pour aider les propriétaires à cuisiner, nettoyer et accomplir d’autres tâches routinières. Les plus courants sont les robots aspirateurs et les robots tondeuses, mais il existe aussi d’autres machines qui exécutent des tâches bien plus complexes.
Robots dans l’industrie du divertissement
Il existe aussi des robots conçus dans le seul but de divertir les humains. Il s’agit principalement de jouets pour enfants capables de chanter une chanson ou d’exécuter quelques pas de danse, de voitures jouets radiocommandées et de certains jeux interactifs. Le marché propose même des robots dits « réels » qui peuvent communiquer à l’aide de phrases préprogrammées ; il semble donc que tous ne soient pas destinés aux enfants. La seule différence entre les modèles pour adultes et ceux pour enfants réside dans le design et la taille du jouet.
Robots célèbres
Des centaines d’entreprises à travers le monde produisent chaque jour un grand nombre de mécanismes robotiques de toutes sortes. Pour que votre robot se démarque, il doit être un véritable bijou dans le domaine de la robotique. Voici quelques exemples de ces œuvres, célèbres pour leurs fonctions uniques.
Asimo
Ce robot japonais a été développé par la société Honda. Honda est un acteur très actif dans la robotique depuis les années 1980. Leurs spécialistes ont pu construire un robot qui a attiré l’attention de tout le secteur scientifique de la robotique. Pesant 50 kilos et mesurant 1,5 mètre de haut, ce compagnon pouvait se déplacer de manière autonome, éviter différents obstacles et exécuter des programmes d’actions prédéfinis, comme servir une tasse de café à une personne.
VGo
Ce robot est contrôlé via un réseau Wi‑Fi et constitue un dispositif de téléprésence. Il peut communiquer via un microphone, ainsi qu’entendre et voir son environnement, ce qui lui permet de se déplacer librement. Le mécanisme a été conçu spécialement pour servir les personnes handicapées qui ne peuvent pas accomplir seules leurs tâches quotidiennes. Si vous connectez ce robot à certains appareils, il peut être utilisé comme caméra portable autonome. Grâce à cette technologie, des enfants scolarisés à domicile peuvent suivre les cours depuis chez eux.
Roboy
Ce robot a été développé par des spécialistes de Zurich. Il possède des tendons flexibles, ce qui lui confère une apparence plus anthropomorphe. Les concepteurs ont tenté de créer un visage exprimant des émotions et, avec un matériau souple utilisé comme peau, l’ensemble paraît convaincant. Ce robot réaliste a été initialement élaboré comme compagnon pour des personnes isolées qui ont besoin d’attention.
Kuratas
Ce robot géant pèse environ 4,5 tonnes et atteint une hauteur impressionnante de 4 mètres. Ses mouvements sont manipulés par un pilote placé dans une cabine spéciale — mais il peut aussi être commandé à distance. Le design du robot rappelle immédiatement un personnage d’anime, une solution assez attendue de la part des ingénieurs japonais.
iCub
L’un des robots les plus avancés a été construit en Italie. De l’extérieur, il rappelle déjà fortement une vraie personne. Mais si vous examinez plus en détail sa fonctionnalité, vous verrez que ce robot est capable de se souvenir de son propre nom et des noms de ses interlocuteurs, ainsi que des noms de différents objets. De plus, il peut s’adapter à son environnement et se déplacer librement par lui‑même.
Rollin’ Justin
Rollin’ Justin a été développé par le Centre allemand pour l’aéronautique et l’astronautique. Il est contrôlé via une technologie de téléprésence, le programme étant dirigé à distance par un opérateur depuis l’écran du moniteur. Le robot existe en différentes variantes de modèles, y compris une version à posture verticale.
De quoi sont faits les robots
Plusieurs matériaux différents sont utilisés pour construire un robot. Les options les plus fréquentes incluent :
- Aluminium
- Acier
- Plexiglas
- Plastique
- Fibre de carbone
- Caoutchouc synthétique (utilisé pour représenter la peau artificielle et les tissus musculaires des robots réalistes).
Le choix des matériaux dépend directement des fonctions spécifiques d’un robot et de ses conditions de travail. Plus l’environnement dans lequel un robot va travailler est difficile — plus les matériaux doivent être solides et résistants pour supporter l’usure.
Robots synthétiques
La construction de robots synthétiques ou « souples » est l’une des orientations prioritaires du secteur moderne de la robotique travaillant sur des robots réalistes. Ces humanoïdes synthétiques se caractérisent généralement par une surface lisse destinée à rappeler la peau humaine. Ils reposent sur des principes bioniques et sont conçus spécialement pour une utilisation sur des lieux de travail en contact étroit avec des humains, le risque de blessure étant bien moindre que près d’un mécanisme analogue en métal et plastique dur. Grâce à la peau et aux tissus musculaires artificiels utilisés dans la construction, le résultat final est hautement anthropomorphe !
Robots vs androïdes
Les robots androïdes sont des robots humanoïdes qui ressemblent exactement à de vrais humains, ou du moins sont conçus pour s’en rapprocher par leur apparence et leurs actions. De tels modèles sont actuellement en développement actif chez de nombreux fabricants de robots de premier plan dans le monde. Un robot « ordinaire », en revanche, ressemble généralement moins à un humain et possède bien moins de fonctions.
Les robots se sont révélés utiles lorsque vous devez exécuter rapidement des tâches répétitives simples, réaliser des opérations à très haute précision ou soulever des charges lourdes. Un robot androïde est un type de robot auquel vous pouvez confier des opérations nécessitant de l’intelligence ; il peut gérer des tâches comme communiquer ou apporter une aide directe à une personne dans différents domaines de la vie — ses capacités sont bien plus diversifiées que celles des robots ordinaires conçus pour exécuter des tâches strictement scénarisées.
Robot compagnon pour l’interaction personnelle
Les robots compagnons sont conçus pour fournir des interactions utiles et socialement appropriées dans l’environnement réel. La première mission d’un tel robot est de servir les humains et de les aider à accomplir leurs routines. Avant tout, les robots compagnons, comme leur nom l’indique, sont conçus pour les personnes qui ont besoin de présence : personnes âgées, handicapées ou autistes. Ces robots peuvent être d’une grande aide pour ceux qui en ont besoin.
Ces dernières années, les robots à l’apparence humaine deviennent de plus en plus populaires parmi les passionnés et les curieux, attirés par ces petits robots amusants partageant certains traits humains et suscitant naturellement de la sympathie. La fonction principale de ces robots est de tenir une conversation avec quiconque leur parle. Ils constituent un excellent moyen de communication pour des personnes aisées mais néanmoins seules et désireuses de partager leurs pensées.
Il existe également des robots compagnons ressemblant à des animaux de compagnie sur le marché de la robotique. Le plus souvent, ils servent de stimulants moraux avec peu d’applications pratiques.
Qu’est-ce qu’un humanoïde
Les robots humanoïdes sont des dispositifs qui ressemblent au moins en partie à des humains extérieurement, même s’ils n’ont pas de fonctions particulières pour l’étayer. La plupart sont équipés de mains, de jambes, d’une tête et même d’un visage. Bien que le concept existe depuis longtemps, les avancées les plus marquantes dans ce domaine ont eu lieu au cours de la dernière décennie.
Un véritable humanoïde ne doit pas seulement ressembler à une personne de l’extérieur, il doit aussi disposer d’un ensemble de capacités autonomes, comme se déplacer librement, écouter et parler par lui‑même. Et peut‑être que la caractéristique la plus importante d’un humanoïde moderne est la capacité d’affiner ses compétences au fur et à mesure de l’exécution de certaines actions, comme le ferait une vraie personne.
Comment fabriquer un robot humanoïde
Les robots polyvalents ressemblant à l’humain sont des machines extrêmement complexes qui exigent beaucoup de connaissances et d’expérience pour assembler un modèle convaincant. La construction d’un tel robot doit inclure un système musculo‑squelettique, des membres mécaniques, des systèmes de reconnaissance des sons et de l’environnement, ainsi qu’un réseau neuronal capable de collecter et de traiter des informations externes. Les éléments d’apparence, tels que la peau et les cheveux, ne sont pas nécessaires ; ils relèvent davantage de l’esthétique et peuvent être omis.
Construire un robot humanoïde
La plupart des robots partagent certaines similarités. Il s’agit d’abord de corps agiles leur permettant de se déplacer librement. Certains modèles possèdent plus d’éléments mobiles, d’autres ne peuvent mouvoir que les parties principales, mais cela doit suffire pour éviter que le robot ne trébuche sur des obstacles. En général, les parties du corps sont en métal ou en plastique, interconnectées par un système d’articulations à l’image des os humains.
Les robots se déplacent en activant harmonieusement les bons actionneurs au moment approprié. Empêcher un robot de tomber la tête la première au sol est plus difficile qu’il n’y paraît, sachant qu’il doit rester sur ses pieds en permanence. Certains utilisent des moteurs électriques, vérins linéaires et des solénoïdes, d’autres utilisent des systèmes hydrauliques et pneumatiques.
Un robot doit disposer d’une source de recharge pour rester actif. La plupart des robots ont des batteries intégrées qui peuvent être rechargées sur le réseau électrique. Les modèles hydrauliques comportent des pompes pour créer la pression, tandis que les modèles pneumatiques utilisent des réservoirs d’air comprimé ou des compresseurs spéciaux.
Tous les moteurs du robot sont connectés à des réseaux d’alimentation qui rechargent directement les moteurs électriques et les solénoïdes. Tout ce qui est connecté au réseau est contrôlé par un ordinateur qui active les éléments et les vannes nécessaires. Le comportement d’un robot peut être facilement modifié en changeant simplement le programme installé dans son système.
Bien que certains modèles aient la capacité d’entendre des sons, de voir des images, de sentir des objets et de percevoir le toucher via leurs capteurs, tous les robots n’en sont pas équipés. Mais l’aptitude absolument indispensable d’un robot moderne est de pouvoir se déplacer — sinon, il ne peut pas être considéré comme un robot.
Futurs robots humanoïdes
À l’heure actuelle, la robotique dispose de plusieurs pistes de développement qui, d’après les prévisions des spécialistes du domaine, peuvent devenir les grandes tendances de l’ avenir de la robotique dans son ensemble. Parmi elles :
- Utiliser de nouveaux matériaux, notamment le nitrure de gallium (dans la production de transistors) et le graphite (dans la production d’unités d’entraînement) ;
- Utiliser de nouvelles sources d’énergie ainsi que des technologies de collecte et de stockage ;
- Des robots interagissant avec les humains, par exemple pour gérer le trafic des aéronefs sans pilote ;
- Aider les robots à naviguer en conditions extrêmes ;
- Augmenter l’efficacité des réseaux neuronaux en renforçant la complexité de leur structure et de leur architecture ;
- Créer des possibilités d’étude des procédures algorithmiques et d’utilisation de services cloud pour la formation de masse des robots ;
- Utiliser l’intelligence artificielle pour perfectionner les schémas de mouvement ;
- Implémenter des robots dans différents domaines de la vie humaine pour accroître leur rentabilité financière ;
- Se concentrer sur le développement des capacités et de la qualité des capteurs.
Étant donné que des progrès sont actuellement réalisés dans tous les domaines listés ci‑dessus, il est certain que, dans un avenir proche, le monde de la robotique nous surprendra avec des robots de haut niveau, sans équivalent avec ce que nous avons vu jusqu’ici.
À l’heure actuelle, les robots à l’apparence humaine accomplissent déjà de nombreuses tâches dans de multiples domaines. Et à l’avenir, ces chiffres ne feront qu’augmenter. Le spectre des tâches pour lesquelles les robots peuvent être utilisés s’élargira avec leurs capacités. Ils seront employés pour les travaux dangereux pour l’homme, pour les tâches nécessitant une exécution minutieuse et répétitive, pour s’occuper des personnes âgées et des enfants, pour éduquer enfants et adultes, et bien d’autres choses réalisables par des robots. Et en accomplissant tous ces travaux pour les humains, les robots continueront d’évoluer, ouvrant toujours plus de perspectives pour l’avenir de la robotique.