LE ROBOT : UN CERVEAU REPROGRAMMABLE QUI DÉPLACE UN CORPS.
Qu’est-ce que la robotique ?
Au carrefour de la cybernétique et de l’ingénierie, la robotique est un secteur interdisciplinaire dédié à la conception, la construction et l’utilisation de robots mécaniques ou de machines automatiques programmés afin d’effectuer des tâches déterminées.
Artefacts mythiques, fantasmés, moqués ou craints, les robots font partie depuis quelques années de notre quotidien. Conçus pour fonctionner dans un environnement façonné, contrôlé et imaginé par l’homme, ils sont aujourd’hui bien plus que de simples machines imitant le comportement humain, mais sont les nouveaux acteurs d’une transformation technique, sociale et culturelle. Alors en quoi consiste la robotique ? Quels champs recouvre-t-elle ? Comment s’est-elle fait une place dans notre quotidien ? Dans ce dossier, nous vous expliquons la robotique, son développement ainsi que les enjeux qu’elle opère dans notre société à travers trois aspects fondamentaux : le travail, la santé et nos affects.
La robotique, c’est l’ensemble des techniques qui permettent la conception et la réalisation de robots ou de machines automatiques et qui effectuent, grâce à un système de commande, une tâche pour laquelle ils ont été conçus. Ce terme est apparu pour la première fois dans une pièce de théâtre de science-fiction écrite par Karel Čapek : R. U. R. (Rossum’s Universal Robots) (Capek, 1920). Etymologiquement, le mot a été créé à partir du mot tchèque « robota » qui signifie « travail, corvée », rob signifiant « esclave ». La pièce raconte la révolte de machines biologiques destinées au travail corvéable se révoltant et remplaçant l’humanité.
Les robots sont donc le produit de la robotique. Ils ont été conçus initialement pour assister les humains ou encore gérer des tâches monotones, contraignantes ou dangereuses.
Aujourd’hui avec les progrès constants dans le secteur de la robotique, l’usage des robots s’est étendu. Il existe alors toute sorte de robots qui opèrent dans différentes situations et selon divers protocoles, parmi lesquels nous avons :
*LA robotique industrielle,
*La robotique de transport,
*La robotique domestique,
*La robotique médicale,
*La robotique sociale,
*La robotique militaire,
*La robotique scientifique,
*La robotique éducative (pour faciliter l’apprentissage)
*La robotique de divertissement, etc.
Bien sûr, en fonction de la tâche à laquelle il est soumis, le robot peut être contrôlé par un être humain ou complètement autonome. En revanche, bien qu’ils puissent avoir des attributions ou des langages de programmation différents, les robots partagent un dispositif mécatronique (alliant mécanique, électronique et informatique) commun à travers ces trois composants Hardware :
*Un système de contrôle : c’est le cerveau du robot, un dispositif informatique (logiciel informatique ou intelligence artificielle) qui lui permet d’exécuter un programme. Il est responsable de tous les calculs, de la communication et de l’analyse de données.
*Des capteurs sensoriels : c’est ce qui va permettre au robot de prendre conscience de son environnement 3D, grâce à des caméras, des sondeurs, etc.
*Des actionneurs : ils constituent le système mécanique (bras, roue motrice, etc.) et permettent au robot de se déplacer et de réaliser les actions de saisie d’objets par exemple.
La naissance du robot industriel est ancienne et découle des objets non finalisés des ingénieurs grecs et arabes de l’Antiquité. Les Grecs et les Alexandrins réutilisent les principes techniques mis au point par les Égyptiens et compliquent ces mécanismes en apportant des solutions techniques originales. C’est le cas par exemple avec la Fontaine à vin conçue par Héron d’Alexandrie, celui-ci conçoit un système de régulation du liquide qui permet de mieux maîtriser les fluides.
Bien qu’un nouveau corps de savoir se constitue autour de la mécanique, grâce à la mise au point notamment des outils comme le treuil ou encore la vis, ils ne disposent pas des matériaux que nous connaissons aujourd’hui comme l’acier ou la tôle et ne peuvent donc pas changer l’échelle de production.
Plusieurs siècles plus tard, les Arabes vont perpétuer ce savoir-faire transmis par les Grecs. Al-Jazari, un inventeur musulman du 12e siècle, jette les bases de l’ingénierie, de l’hydraulique et de la robotique modernes. Il met au point un système de bielle-manivelle qui est la première tentative de transformer un mouvement continu en un mouvement alternatif (mouvement répétitif en ligne droite, de haut en bas, comme le marteau piqueur par exemple) et conçoit aussi des automates. Il est encore considéré aujourd’hui comme le père fondateur de la robotique.
La Renaissance ne va s’inspirer que très partiellement de ses prédécesseurs, et va préférer s’appuyer sur un tout nouveau savoir : l’horlogerie. Cela reste quand même une époque charnière puisqu’elle va permettre à Léonard de Vinci, très inspiré par Al-Jazari de concevoir de nombreux automates (des lions animés et des oiseaux).
Au XVIII e siècle Vaucanson, ingénieur et mécanicien, perfectionne la mise au point des automates, il invente un automate canard qui peut barboter dans l’eau, boire, avaler, digérer, et même… bref, tout faire comme un vrai canard.
Pour réorganiser l’industrie de la soie, il met aussi au point la machine à percer et c’est ce qui marque la transition entre la quête du mouvement perpétuel et le début de l’ordre industriel où les machines ont une finalité bien précise. C’est la raison pour laquelle, au XIXe siècle, on préfère abandonner les automates pour se concentrer sur les machines afin de répondre aux besoins techniques existants de l’époque. Le XXe siècle va suivre cette même tendance et plusieurs corps de savoirs vont apparaître simultanément.
Le développement de la robotique va se poursuivre, on se réintéresse aux automates. Les années 40 marquent alors un tournant : les lions et le canard peuvent se rhabiller, place à une nouvelle ère, celle des cyber-tortues ! William Grey Walter, l’inventeur de ces premiers robots mobiles, les a conçus pour illustrer la formidable complexité du comportement animal. Il avait une approche très biologique de la robotique et grâce à lui la cybernétique¹ était née.
Quelle est la première chose qui vous vient à l’esprit quand vous pensez à un robot ?
Pour beaucoup de gens, il s’agit d’une machine de type androïde, comme dans Star Wars, Terminator ou encore Star Trek. Bien que ces robots captent notre imagination, de tels robots ne peuplent encore que la science-fiction. Il est encore difficile de donner au robot suffisamment de « bons sens » pour interagir de manière fiable avec un monde dynamique.
LE ROBOT SELON JOSEPH ENGELBERGER
Joseph Engelberger, un pionnier de la robotique industrielle, a déjà déclaré : “Je ne peux pas définir un robot, mais j’en connais un quand j’en vois un”.
Si vous considérez toutes les différentes machines que les gens appellent des robots, vous pouvez constater qu’il est presque impossible de trouver une définition complète. Tout le monde a une idée différente de ce qui constitue un “robot.”
QU’EST-CE QU’UN ROBOT : DÉFINITION
Les robots que nous rencontrerons le plus souvent sont des robots qui effectuent un travail trop dangereux, ennuyeux, onéreux ou simplement désagréable.
La plupart des robots du monde sont de ce type. Ils peuvent être trouvés dans les industries automobile, médicale et spatiale.
Cependant, un robot doit posséder certaines caractéristiques essentielles, ce qui peut aider à décider de ce qu’est un robot ou non Les robots sont des machines programmables qui sont généralement capables d’effectuer une série d’actions de manière autonome ou semi-autonome.
Les 3 facteurs qui définissent un robot
Trois facteurs importants constituent un robot :
– Les robots interagissent avec le monde physique via des capteurs et des actionneurs.
– Les robots sont généralement autonomes ou semi-autonomes. Ils peuvent être alimentés par énergie solaire, électrique, ou encore par batterie.
– Les robots sont programmables. Ils fonctionnent en suivant les instructions données par un ordinateur. Mais pour qu’ils y obéissent, un humain a dû informer l’ordinateur des instructions à donner et de quand les exécuter.
Certaines personnes disent qu’un robot doit être capable de « penser » et de prendre des décisions. Demander à un robot de « penser » suggère qu’il possède un certain niveau d’intelligence artificielle ou une « pensée robotisée ».
!! Le saviez vous?
Karel Capek, inventeur du mot robot
1920, en Russie, naît Isaac Asimov, l’un des plus grands auteurs de science-fiction (naturalisé américain en 1928), et créateur du Cycle des Robots. Il dicte d’ailleurs les fameuses Trois de lois de la robotique, qui sont actuellement fondatrices pour de nombreux textes de lois sur l’éthique des robots.
La robotique au secours des corps
La robotisation s’invite aussi dans nos hôpitaux ces dernières années : la chirurgie mini-invasive s’est amplement développée. Plus de 3 600 exemplaires de robots spécialisés dans la chirurgie ont été vendus dans le monde. Il s’agit d’un gros bras mécanique piloté par le chirurgien et plus précis que la main de l’homme.
Quant à la robotique humanoïde, elle révolutionne le principe de la prothèse avec le concept de l’exosquelette, qui permet d’étendre les capacités motrices de l’homme tant à des fins médicales que professionnelles. Si pour l’instant les exosquelettes ne sont disponibles que dans des hôpitaux ou des centres de rééducation, l’objectif à terme serait de les rendre accessibles aux particuliers. En attendant, les technologies d’assistance se sont largement développées ces dernières années. L’application JIB Home permet par exemple aux personnes à mobilité réduite de gérer leur environnement proche sans avoir à se déplacer.
Les robots : des êtres vivants comme les autres ?
Si pendant longtemps les recherches se sont focalisées sur les capacités langagières des robots, une autre approche sur le para-langage semble être investie ces dernières années par les acteurs de la technologie :
" Le para-langage, toutes ces formes, ces petits signes qui vont du rire au sourire, à lever ses sourcils, ou dans la voix, trouver des inflexions qui sont de l’énergie en plus, du timbre en plus, un rythme plus rapide, etc. Ce sont des signes qui sont très manipulateurs, qui vont permettre à la machine à partir de très peu d’informations de savoir si vous êtes bien, content, pas content.” explique Laurence Devillers, chercheuse au CNRS.
Les robots apparaissent alors de plus en plus sur le marché avec un objectif social. Ils peuvent être anthropomorphiques (l’attribution de caractéristiques humaines) ou prendre la forme animal. Et ce n’est pas un hasard puisque cela jouerait un rôle important dans le processus d’acceptation du robot ainsi que dans notre capacité de perception de celui-ci. Cela permettrait de moduler leur acceptation sociale : on se sent plus proche d’eux, ils nous ressemblent, on échange avec eux, ils nous comprennent, et nous avons même des émotions qui se développent à leur égard.
À tel point qu’au Japon, un nouveau phénomène est apparu. Vous vous souvenez certainement du "Aibot", le gentil chien robot commercialisé par Sony dans les années 90 : il était conçu pour créer un lien émotionnel avec tous les membres de la famille en leur apportant amour et affection. Et bien au Japon des cérémonies funéraires sont rendues en hommage à ces chien-robots, un prêtre Bouddhiste est même mit à contribution pour chanter des Sûtras. Les robots, au même titre que les humains, sont pour les nippons des êtres vivants comme les autres et sont dotés d’une âme.
En France nous n’en sommes pas encore là, les robots soulèvent encore bien des questions, mais il est certain qu’avec les progrès de la robotique qui ne cessent de se développer, nous devrons un jour ou l’autre apprendre à vivre avec les robots. Après tout, ils ne sont pas si différents de nous, ils restent le reflet de notre société et se questionner sur leur nature et leur éthique c’est se questionner sur ce qu’ils disent de nous-même, de notre rapport aux autres, de nos émotions et de notre humanité.
Combien existe-t-il de génération de robots?
– Les robots préprogrammés
Ils sont conçus pour fonctionner dans un environnement contrôlé par l’Homme. Ils effectuent des tâches simples et monotones. Par exemple : un bras mécanique sur une chaîne de montage automobile.
– Les robots humanoïdes
Les robots humanoïdes sont des robots qui ressemblent aux humains et qui sont conçus pour recréer l’expression humaine. Par exemple : le robot Ameca présenté au CES 2022 présente un hyperréalisme facial.
– Les robots autonomes
Les robots autonomes sont peut-être les plus connus du grand public. Ils sont conçus par les roboticiens pour se déplacer, percevoir leur environnement et prendre des décisions dans le but d’accomplir une mission donnée sans intervention humaine. Par exemple :l 'aspirateur robot qui utilise des capteurs pour se déplacer librement dans une maison.
Les robots téléopérés sont semi-autonomes et fonctionnent grâce à un réseau sans fil pour permettre un contrôle à distance. Ils sont généralement utilisés dans des conditions extrêmes ( géographiques, météorologiques, guerres, etc.). Par exemple : les drones utilisés pour détecter des mines terrestres sur un champ de bataille.
– Les robots et l’homme augmenté
Ce sont des robots conçus pour améliorer les capacités humaines déjà existantes. Par exemple : les exosquelettes utilisés pour soulever des poids lourds.
LES ROBOTS ET L’INTELLIGENCE ARTIFICIELLE (IA)
L‘intelligence artificielle (IA) est une branche de l’informatique qui implique de développer des programmes informatiques pour accomplir des tâches qui nécessiteraient autrement une intelligence humaine.
Les algorithmes de l’intelligence artificielle (IA) peuvent aborder l’apprentissage, la perception, la résolution de problèmes, la compréhension du langage et/ou le raisonnement logique.
Mais même lorsque l’intelligence artificielle (IA) est utilisée pour contrôler les robots, les algorithmes IA ne constituent qu’une partie du système robotique plus large, qui comprend également une programmation de non-intelligence artificielle (non-IA).
Les programmes non-IA exécutent simplement une séquence d’instructions définie. De nombreux robots ne sont pas « artificiellement intelligents ».
Jusqu’à tout récemment, tous les robots industriels ne pouvaient être programmés que pour effectuer une série de mouvements répétitifs. Les mouvements répétitifs ne nécessitent pas d‘intelligence artificielle.
Source robogenie.fr
1 - Cybernetique :Science des communications et de la régulation dans l'être vivant et la machine.
2 - IA : intelligence artificielle
