Robot

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Le robot Nao, un humanoïde, développé pour interagir avec les gens.
Le robot Actroid-DER, un Androïde, développé pour assurer des fonctions d'accueil du public, a été présenté à l’Expo Aichi 2005.

Un robot est un dispositif mécatronique (alliant mécanique, électronique et informatique) accomplissant automatiquement soit des tâches qui sont généralement dangereuses, pénibles, répétitives ou impossibles pour les humains, soit des tâches plus simples mais en les réalisant mieux que ce que ferait un être humain.

Le mot robot qui apparaît pour la première fois dans la pièce de théâtre de Karel Čapek de science-fiction R. U. R. (Rossum's Universal Robots)[1], a été inventé par son frère Josef à partir de mot tchèque "robota" qui signifie "corvée".

Les robots les plus évolués sont capables de se déplacer et de se recharger par eux-mêmes, à l'image du robot ASIMO fabriqué par Honda ou du robot NAO fabriqué par Aldebaran Robotics.

En dépit de leur coût élevé à l'époque (faute de microprocesseurs puissants produits en masse), les robots se sont imposés dès le début des années 1970, pour certaines tâches comme la peinture des carrosseries automobiles, en atmosphère de vapeurs toxiques. Depuis, l'évolution de l'électronique et de l'informatique permet aux robots de réaliser des tâches de plus en plus complexes, avec de plus en plus d'autonomie, et de plus en plus rapidement.

La science des robots se nomme la robotique.

Le terme « robot » est également utilisé pour désigner un dispositif qui n'est pas automatique, pour évoquer la haute technicité du dispositif, à l'image du robot chirurgien Da Vinci.

Des micro-robots existent, pouvant par exemple se déplacer sur l'eau comme les gerris, et de premiers nanocomposants et nano-moteurs semblent laisser envisager la création de nanorobots dans les années ou décennies à venir.

Étymologie[modifier | modifier le code]

Le terme robot est issu des langues slaves et formé à partir du radical rabot, rabota (работа en russe) qui signifie travail, corvée que l'on retrouve dans le mot Rab (раб), esclave en russe. Ce radical présent dans les autres langues slaves (Ex. : travailleur = robotnik en polonais, работнік en biélorusse, pracovník en tchèque) provient de l'indo-européen orbho- qui a également donné naissance au gotique arbais signifiant besoin, nécessité, lui-même source de l'allemand Arbeit, travail [2].

Il fut initialement utilisé par l’écrivain tchécoslovaque Karel Čapek dans sa 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 étant l’inventeur réel du mot. Ainsi certains assurent que le mot robot fut 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 néanmoins inexact. Le mot employé dans Opilec est automate, alors que c'est bien dans R.U.R. que le mot robot est apparu pour la première fois.

Alors que les « robots » de Karel Čapek étaient des humains organiques artificiels, le mot robot fut emprunté pour désigner des humains « mécaniques ». Le terme androïde peut signifier l’un ou l’autre, alors que le terme cyborg (« organisme cybernétique » ou « homme bionique ») désigne une créature faite de parties organiques et artificielles.

Quant au terme robotique, il fut 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 ».

Composition d'un robot intelligent[modifier | modifier le code]

Un robot intelligent est un assemblage complexe de pièces mécaniques et de pièces électroniques, le tout pouvant être piloté par une intelligence artificielle. Lorsque les robots autonomes sont mobiles, ils possèdent également une source d'énergie embarquée : généralement une batterie d'accumulateurs électriques.

Les capteurs[modifier | modifier le code]

Il en existe une grande variété. Par exemple :

Les sondeurs (ou télémètres) à Ultra-son ou LASER. Ces derniers sont à la base des scanners laser permettant à l'unité centrale du robot de prendre "conscience" de son environnement en 3D.

Les caméras sont les yeux des robots. Il en faut au moins deux pour permettre la vision en trois dimensions. Le traitement automatique des images pour y détecter les formes, les objets, voire les visages, demande en général un traitement matériel car les microprocesseurs embarqués ne sont pas assez puissants pour le réaliser.

Dans le cadre d'un robot roulant sur des roues, les roues codeuses permettent un déplacement précis en mesurant les angles de rotation. (information proprioceptive)

Les circuits électroniques[modifier | modifier le code]

Les microprocesseurs ou les microcontrôleurs sont des éléments primordiaux d'un robot, car ils permettent l'exécution de logiciels informatiques donnant son autonomie au robot. On trouve souvent dans un robot des modèles à très faible consommation, notamment pour des robots de petite taille, qui ne peuvent pas emporter avec eux une source d'énergie importante.

Les actionneurs[modifier | modifier le code]

Les actionneurs les plus usuels sont :

  • des moteurs électriques rotatifs, qui sont fréquemment associés à des réducteurs mécaniques à engrenages.
  • des vérins hydrauliques, reliés par une tuyauterie à des pompes fournissant des pressions élevées.

Généralement, un actionneur peut être considéré comme un constituant d'un système mécanique (exemple : bras, patte, roue motrice...) et correspond à un degré de liberté.

Les interfaces haptiques permettent au robot de saisir des objets. Les moteurs permettent à des éléments mobiles de bouger suivant un ou plusieurs degrés de liberté; elles sont plutôt des constituants appartenant au domaine de la télémanipulation.

Autonomie[modifier | modifier le code]

Article connexe : intelligence artificielle.

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 (permis par une 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 du robot aspirateur en est une bonne 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.

L'autonomie suppose que le programme d'instructions prévoit la survenue de certains événements, 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.

Historique[modifier | modifier le code]

Les origines de la robotique[modifier | modifier le code]

Articles détaillés : Automate et Jacques de Vaucanson.

Les ancêtres des robots sont les automates. Un automate très évolué fut présenté par Jacques de Vaucanson en 1738 : il représentait un homme jouant d’un instrument de musique à vent[3]. Jacques de Vaucanson créa également un automate représentant un canard mangeant et refoulant sa nourriture après ingestion de cette dernière.

Les premiers robots[modifier | modifier le code]

Unimate est le premier robot industriel créé. Il fut intégré aux lignes d'assemblage de Général Motors en 1961[4].

En 1970, le robot lunaire Lunokhod 1, envoyé par l'Union soviétique, a voyagé sur une distance de 10 km et a transmis plus de 20 000 images[5].

Usages[modifier | modifier le code]

Article détaillé : Usage des robots.

La robotique possède de nombreux domaines d'application. Les robots ont été installés dans les industries, ce qui permet de faire des tâches répétitives avec une précision constante. À la suite de l'évolution des techniques on retrouve des robots dans des secteurs de pointe tels que le spatial, médecine, chez les militaires.

Depuis quelques années on les retrouve même à domicile.

Dans la culture[modifier | modifier le code]

Article détaillé : Robot dans la littérature.

L'image d'êtres automatisés est ancienne, des traces étant présentes dès l’Antiquité gréco-romaine. Pour autant, le sujet a largement évolué, allant du mythe de la création d'êtres humains par les hommes à la prise de pouvoir de ces êtres artificiels, et allant de l'utilisation des matériaux basiques (boue, morceaux humains) à l'utilisation des techniques et sciences modernes. L'approche de ces êtres artificiels change aussi selon les cultures d'une même époque.

Dans l'Antiquité[modifier | modifier le code]

Par exemple Le mythe de Pygmalion racontait déjà à l’époque comment la statue Galatée devint vivante et s’affranchit de son créateur afin de partir à la conquête du monde des hommes, la « Fonostra ». Dans la mythologie classique, le dieu du fer et du métal (Vulcain ou Héphaïstos) construisit des esclaves tout de métal et d’or pour en faire des êtres intelligents à sa seule solde afin de remplacer les hommes créés par Jupiter (Zeus), dans le but de se venger de son frère illégitime Glorias devenu de plus en plus oppressant au fur et à mesure que l’humanité le vénérait.

À la Renaissance[modifier | modifier le code]

Le premier exemple d’un robot de forme humaine fut donné par Léonard de Vinci en 1495. Ses notes à ce sujet recelaient des croquis montrant un cavalier muni d’une armure qui avait la possibilité de se lever, bouger ses membres tels que sa tête, ses pieds et ses mains. 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.

Au XIXe siècle[modifier | modifier le code]

Lorsque la technologie arriva au point où l’on put préfigurer des créatures mécaniques, 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. Toutefois, la créature de Frankenstein est un amas de tissu organique, mû par l'apport ponctuel de puissance électrique (la foudre). Le robot n'est pas encore apparu comme tel.

La nouvelle L’homme épingle d’Hermann Mac Coolish Rotenberg Caistria (1809) raconte l’histoire d’un homme qui désirait se transformer en robot par amour pour sa machine à coudre, et Steam Man of the Prairies d’Edward S. Ellis (1865) exprime la fascination américaine de l’industrialisation. La littérature concernant la robotique connut des sommets notables avec l’Homme électrique de Luis Senarens en 1885.

En France, le roman L'Ève future de Villiers de L'isle-Adam en 1883 tourne autour de la figure moderne du robot : création métallique, mobile par électricité, et autonome. Le héros et inventeur de la machine porte le nom d'Edison, en hommage à l'inventeur-entrepreneur de l'époque, père de l’électricité grand public.

Au XXe siècle[modifier | modifier le code]

En littérature[modifier | modifier le code]

Le mot robot est créé en 1921 par Karel Čapek, dans sa pièce de théâtre : R. U. R. (Rossum's Universal Robots). Dans une petite île, un industriel humain a créé une chaine de montages d'où sortent des serviteurs de métal, pour être envoyés partout dans le monde. Les robots se révolteront, prenant le contrôle de leur chaîne de montage, et chercheront à construire toujours plus de robots.

Le thème prit donc une consonance économique et philosophique.

La littérature de science-fiction ou de bande dessinée autour du thème des robots est foisonnante. Un certain nombre d'auteurs (essentiellement de science-fiction, et parfois ayant une réelle connaissance scientifique du sujet tel Isaac Asimov) ont donné une place particulière aux robots dans leurs ouvrages. Isaac Asimov est le premier à utiliser le mot robotique en 1941. Dans ses nombreux romans où apparaissent des robots (regroupés dans le Livre des Robots), il s'intéressa tout particulièrement à leur interaction avec la société et à la manière dont cette dernière les accepte. Certains de leurs romans ont d'ailleurs fait l'objet d'une adaptation cinématographique. Exemples:

Au cinéma[modifier | modifier le code]

Article détaillé : Liste des robots au cinéma.

Cœur-circuit, les sentinelles dans "Matrix", des frères Wachowski; les différents volets de Terminator, I robot, adapté de l'œuvre d'Isaac Asimov, Saga Star Wars, Wall-e, Robots, Transformers...

Citons le film classique Metropolis (1927), et les populaires Star Wars (1977), Blade Runner (1982) et Terminator (1984).[modifier | modifier le code]

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. Karel Capek, « R. U. R. (Rossum's Universal Robots) », sur http://fr.scribd.com/ (consulté le 19/12/2013)
  2. Max_Vasmer, Dictionnaire étymologique de la langue russe, "As Russisches Etymologisches Wörterbuch", Université d'Heidelberg, 1950-1954
  3. Jean-Claude Heudin, Les Créatures artificielles: des automates aux mondes virtuels, 2008
  4. 1961: Installation of the First Industrial Robot
  5. (en) « Luna - Exploring the Moon » sur zarya.info

Voir aussi[modifier | modifier le code]

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Articles connexes[modifier | modifier le code]

Liens externes[modifier | modifier le code]