La science des robots

Robots: ce que vous devez savoir sur le passé, le présent et l'avenir de la robotique

Que sont les robots et que peuvent-ils faire?

Les robots sont des machines qui peuvent effectuer automatiquement des actions complexes. Ils ont généralement besoin de trois éléments: des capteurs tels que des caméras, un lidar ou des microphones; actionneurs tels que moteurs, pistons ou muscles artificiels, et contrôleurs.Les robots peuvent être contrôlés à distance par des humains, mais ils sont souvent partiellement ou entièrement contrôlés par des ordinateurs, ce qui les rend autonomes.

Les robots dans la fiction nous ressemblent souvent, avec une apparence assez humanoïde avec deux bras, deux jambes et une tête avec des caméras pour les yeux. Mais en réalité, la grande majorité des formes de robot sont conçues pour s'adapter à leur fonction.

Votre lave-linge et votre lave-vaisselle sont tous deux des robots, exécutant des actions complexes sous contrôle informatique. De nombreuses unités de climatisation sont des robots, modifiant les réglages des ventilateurs, des déflecteurs d'air et passant automatiquement du refroidissement au chauffage.

Toutes les voitures modernes sont des robots, avec des ordinateurs réglant les paramètres du moteur, les freins, la direction et la suspension en fonction de votre conduite. Les voitures autonomes les plus avancées commencent même à prendre en charge une partie de votre conduite.
Qui a inventé le terme robotique?
Le mot robot dérive du mot tchèque robota, signifiant travail forcé, dérivé du proto-slave * orbota, signifiant travail acharné ou esclavage. En 1920, Karel Čapek a introduit le mot robot au monde dans sa pièce intitulée Rossumovi Univerzální Roboti (les robots universels de Rossum) dans laquelle des robots humanoïdes organiques artificiels ont été construits, et est ensuite devenu insatisfait, conduisant à une révolution robotique et finalement à la naissance d'un nouveau société robotique.

Depuis, des scénarios similaires ont été utilisés dans les films sur les robots. Les robots de Čapek n'étaient pas mécaniques, contrairement aux nôtres aujourd'hui. Mais plus récemment, le mot robot ou «bot» est également utilisé en référence à un logiciel, par exemple un robot d'exploration du Web qui parcourt des sites Web rassemblant des informations.

Compte tenu de la signification et de l'origine originales du mot, il faut se demander si un jour une entité artificielle intelligente considérera «robot» comme hautement offensant et péjoratif.

Comment sont fabriqués les robots?
Le domaine de la robotique, et plus largement de la mécatronique, étudie la meilleure façon de concevoir, construire et contrôler des robots. Il est étonnamment difficile de créer des robots qui fonctionnent bien. Les informations des capteurs doivent être traitées en temps réel (si vous ne pouvez pas donner un sens à ce que vous voyez assez rapidement, alors vous devez vous déplacer très lentement, ou vous devez continuer à réfléchir).

Les robots plus flexibles tels que les bras de robot dans les usines ont de nombreux degrés de liberté (imaginez un bras avec cinq «coudes» ainsi qu'une articulation «épaule» et «poignet»). Ces bras peuvent être déplacés dans des milliards de poses sinueuses différentes pour leur permettre d'atteindre des endroits délicats et de souder des composants ensemble.
Déterminer comment contrôler au mieux les bras du robot afin qu'ils ne heurtent rien (y compris eux-mêmes) est étonnamment difficile, en particulier lorsque des obstacles peuvent les contourner. C'est pourquoi, malgré toutes les choses incroyables que l'intelligence artificielle (IA) peut faire aujourd'hui, le contrôle du robot est toujours considéré comme l'un des problèmes les plus difficiles.C’est aussi pourquoi la création de véhicules entièrement autonomes est beaucoup plus difficile que la plupart des gens ne le pensent!

Quels ont été les premiers robots et quand ont-ils été inventés?

L'idée des automates existe depuis des milliers d'années. Ces dispositifs étaient des représentations mécaniques d'animaux, d'oiseaux et de personnes, souvent conçues pour divertir les riches. Des textes chinois anciens racontent l’histoire d’un homme mécanique présenté au roi Mu de Zhou (1023–957 avant notre ère) par «l’artificier» Yan Shi. Le roi Salomon, qui a régné de 970 à 931 avant notre ère, aurait eu un lion d'or qui levait un pied pour l'aider à monter sur son trône, et un aigle mécanique qui plaçait sa couronne sur sa tête. Hero of Alexandria (10–70 CE) a écrit un livre entier sur ses inventions d'automates, et comment l'hydraulique, la pneumatique et la mécanique pourraient être utilisées.

Certains des premiers robots tels que nous pourrions les reconnaître aujourd'hui ont été construits dans les années 1940 par le neurologue et pionnier de l'EEG Gray Walter à Bristol, au Royaume-Uni. Puisqu'elles ressemblaient un peu à des tortues électriques, il les appela Elmer et Elsie (ELectro MEchanical Robots, Light Sensitive). Ces robots entièrement autonomes se déplaçaient, attirés par la lumière comme des papillons de nuit, et se remettaient automatiquement en charge lorsque leurs batteries devenaient faibles.

Que pourraient faire les robots du futur?

Les robots ont contribué massivement à nos industries, permettant à la plupart des appareils, appareils, transports et aliments transformés d'être fabriqués de manière efficace et bon marché. Aujourd'hui, les chercheurs travaillent à une automatisation encore plus grande, les robots prenant en charge de plus en plus les processus de fabrication.

L'impression 3D utilisant la fabrication additive peut permettre de fabriquer des composants complexes, et c'est l'ambition de nombreuses industries d'automatiser même le processus de réparation des machines, les défauts étant détectés avant qu'ils ne provoquent des pannes, et de nouvelles pièces étant fabriquées et échangées automatiquement.

Finalement, cela pourrait même conduire à des machines capables de se construire et de se réparer elles-mêmes - connues sous le nom de machines von Neumann (machines à réplication automatique) d'après le mathématicien qui les a imaginées à la fin des années 1940.  Dans nos maisons, les robots sont susceptibles de devenir plus courants. Les robots aspirateurs et les essoreuses à sol peuvent devenir la norme au lieu d'un luxe, bien qu'il soit peu probable qu'ils ressemblent jamais à Rosey le robot des Jetsons. Les bras de cuisine robotisés pour cuisiner pourraient devenir monnaie courante. À l'heure actuelle, il n'y a cependant pas de dépoussiéreur robot pratique!

Les 3 lois de la robotique sont-elles réelles?

L'auteur de science-fiction et professeur de biochimie, Isaac Asimov, a écrit de nombreux premiers livres sur les robots. (Le film I, Robot était basé sur ses livres, et sa série Foundation est maintenant en cours de création pour une nouvelle série Apple TV.)
Il a créé trois lois de la robotique:

• Un robot ne peut pas blesser un être humain ou, par inaction, permettre à un être humain de se blesser.
• Un robot doit obéir aux ordres qui lui sont donnés par les êtres humains, sauf lorsque de tels ordres entreraient en conflit avec la première loi.
• Un robot doit protéger sa propre existence tant qu'une telle protection n'est pas en conflit avec la première ou la deuxième loi.

Mais si ces lois étaient une tentative fictive de nous protéger du mal, elles n’ont pas vraiment fonctionné - comme les propres histoires d’Asimov l’ont souvent démontré. Dites au robot: «ce n'est pas un être humain», ou oubliez de leur dire qu'il est un humain, ou dites au robot que quelque chose d'autre est un être humain… et toutes sortes de problèmes pourraient survenir.
Aujourd'hui, aucun robot n'utilise ces trois lois. Au lieu de cela, nous avons des experts en IA, en éthique et en morale pour aider à fournir des directives sensées pour la création et l'utilisation de robots. Certains chercheurs espèrent également responsabiliser les robots et leur donner la capacité de juger par eux-mêmes des conséquences éthiques et morales.