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Les robots peuvent être autonomes ou semi-autonomes et englobent un large éventail de technologies, allant des humanoïdes comme ASIMO ( Advanced Step in Innovative Mobility ) de Honda et TOPIO ( TOSY Ping Pong Playing Robot ) de TOSY , aux robots industriels , robots chirurgicaux , robots d'assistance aux patients, robots de thérapie canine, essaims de robots programmés collectivement , drones tels que le MQ-1 Predator de General Atomics , et même des nanorobots microscopiques . En imitant une apparence réaliste ou en automatisant des mouvements, un robot peut donner l'illusion d'une intelligence ou d'une capacité de réflexion propre. On s'attend à une prolifération des objets autonomes à l'avenir, notamment grâce à la robotique domestique et aux véhicules autonomes .
La robotique est la branche de la technologie qui traite de la conception, de la construction, du fonctionnement et de l'application des robots , ainsi que des systèmes informatiques nécessaires à leur contrôle, à la réception des données sensorielles et au traitement de l'information . Ces technologies concernent les machines automatisées capables de remplacer les humains dans des environnements dangereux ou des processus de fabrication , ou de leur ressembler par leur apparence, leur comportement ou leurs capacités cognitives. De nombreux robots actuels s'inspirent de la nature, contribuant ainsi au domaine de la robotique bio-inspirée . Ces robots ont également donné naissance à une nouvelle branche de la robotique : la robotique souple .
Depuis l' Antiquité , de nombreux témoignages font état de dispositifs automatisés configurables par l'utilisateur, voire d'automates , ressemblant à des humains et à d'autres animaux, comme les animatroniques , conçus principalement à des fins de divertissement. Avec le développement des techniques mécaniques à l' ère industrielle , des applications plus pratiques sont apparues, telles que les machines automatisées, la télécommande et la télécommande sans fil .
L'électronique est devenue le moteur du développement avec l'avènement des premiers robots électroniques autonomes créés par William Grey Walter à Bristol, en Angleterre, en 1948, ainsi que des machines-outils à commande numérique par ordinateur (CNC) à la fin des années 1940 par John T. Parsons et Frank L. Stulen .
Le premier robot commercial, numérique et programmable a été construit par George Devol en 1954 et a été nommé Unimate . Il a été vendu à General Motors en 1961, où il a été utilisé pour soulever des pièces de métal en fusion provenant de machines de moulage sous pression à l' usine Inland Fisher Guide dans la section West Trenton du canton d'Ewing, dans le New Jersey .
Les robots ont remplacé les humains dans l'exécution de tâches répétitives et dangereuses que les humains préfèrent ne pas effectuer, ou qu'ils ne peuvent réaliser en raison de limitations de taille, ou encore qui se déroulent dans des environnements extrêmes tels que l'espace ou les fonds marins. L'utilisation croissante des robots et leur rôle dans la société suscitent des inquiétudes. On leur reproche notamment la hausse du chômage technologique , car ils remplacent les travailleurs dans un nombre croissant de fonctions . L'utilisation de robots dans les combats militaires soulève des questions éthiques. Les possibilités d'autonomie des robots et leurs répercussions potentielles ont été abordées dans la fiction et pourraient constituer une préoccupation réelle à l'avenir.
tchèque. Il a été forgé par l’auteur tchèque Karel Čapek et utilisé pour la première fois dans sa pièce de théâtre RUR (traduit en français sous le titre « Les Robots universels de Rossum »). Ce terme dérive du tchèque travailleur forcé »), lui-même issu de «en vieux tchèque apparentée au vieux slave «vieux slave de l’indo-européenIl n’existe pas de consensus sur les machines qui peuvent être qualifiées de robots, mais il y a un accord général entre les experts et le public sur le fait que les robots tendent à posséder tout ou partie des capacités et fonctions suivantes : accepter une programmation électronique, traiter des données ou des perceptions physiques électroniquement, fonctionner de manière autonome dans une certaine mesure, se déplacer, actionner des parties physiques d’eux-mêmes ou des processus physiques, percevoir et manipuler leur environnement et manifester un comportement intelligent, en particulier un comportement qui imite celui des humains ou d’autres animaux.
Le mot robot peut désigner à la fois des robots physiques et des agents logiciels virtuels , mais ces derniers sont généralement appelés bots . Lié au concept de robot se trouve le domaine de la biologie synthétique , qui étudie des entités dont la nature est plus comparable à celle des êtres vivants qu'à celle des machines.
Les machines automatisées les plus simples sont appelées automates , comme les animatroniques , souvent conçues pour ressembler à des humains ou à des animaux. Les robots humanoïdes qui ressemblent aux humains esthétiquement, voire organiquement, sont appelés androïdes , tandis que le terme androïde peut être abrégé en droïde , désignant des robots présentant une ressemblance plus large. En revanche, un humain augmenté de machines artificielles est appelé cyborg , qui est un type particulier de transhumanisme .
Histoire
De nombreuses cultures anciennes ont décrit des êtres artificiels dans leurs écrits. Parmi les exemples tirés de la mythologie grecque, on peut citer Galatée (la statue mythique sculptée par Pygmalion qui prit vie), Talos (un homme de bronze qui gardait la Crète contre les pirates) et les serviteurs mécaniques construits par le dieu grec Héphaïstos .
Des géants de pierre ou d'argile sont présents dans la mythologie juive et nordique .
ingénieurs grecs
Durant l'Antiquité classique , les ingénieurs grecs ont apporté de nombreuses innovations. Par exemple, au IVe siècle avant notre ère , Archytas a décrit un oiseau mécanique à vapeur qu'il a appelé « le Pigeon » , tandis que Ctésibios a amélioré la clepsydre et produit le premier hydraule plusieurs décennies plus tard.
Philon de Byzance a décrit un automate de lavabo . Héron d'Alexandrie la pneumatique , l'hydraulique et la vapeur, y compris un automate « parlant ».
Les ingénieurs grecs ont également construit le mécanisme d'Anticythère — le plus ancien exemple connu d' ordinateur analogique — au cours de cette période.
Textes chinois
Des textes chinois anciens décrivent des automates, dont certains étaient capables de voler. Par exemple, le Han Feizi rapporte que le philosophe mohiste Mozi ( Ve siècle av. J.-C.) et son contemporain Lu Ban construisirent des oiseaux artificiels en bois qui pouvaient voler. Le Liezi (attribué à Lie Yukou , un philosophe chinois du IVe siècle av. J.-C.) décrit des automates humanoïdes .
En 1066, l'inventeur chinois Su Song construisit une horloge à eau en forme de tour, ornée de figurines mécaniques qui sonnaient les heures. Son mécanisme comportait une boîte à rythmes programmable, dont les chevilles actionnaient de petits leviers qui tiraient sur des instruments de percussion. Le batteur pouvait être programmé pour jouer différents rythmes en déplaçant les chevilles.
Automates indiens
Des textes de mythologie bouddhiste du XIe siècle décrivent également des automates. On peut citer le Samarangana Sutradhara , un traité de Bhoja (roi de Malwa ) qui comprend un chapitre consacré à la construction d'automates mécaniques, notamment des abeilles et des oiseaux mécaniques, des fontaines en forme d'humains et d'animaux, ainsi que des poupées masculines et féminines qui remplissaient les lampes à huile, dansaient, jouaient d'instruments et rejouaient des scènes de la mythologie hindoue . Le est un texte cosmologique bouddhiste des XIe et XIIe siècles qui raconte comment les reliques du Bouddha étaient protégées par des robots mécaniques ( bhuta vahana yanta ou « machines à déplacer l'esprit ») jusqu'à ce qu'ils soient désarmés par le roi Ashoka .
Mésopotamie
Ismail al-Jazari était un polymathe du XIIIe siècle qui a construit plusieurs dispositifs automatisés actionnés par l'énergie hydroélectrique , notamment des paons, des portes automatiques, et des horloges à eau .
Parmi les automates humanoïdes d'al-Jazari figurait une serveuse capable de servir des boissons. La boisson était stockée dans un réservoir, d'où elle s'écoulait goutte à goutte dans un seau puis dans une tasse, après quoi la serveuse apparaissait par une porte automatique pour servir la boisson.
Al-Jazari a également inventé un automate pour se laver les mains, doté d'un mécanisme de chasse d'eau similaire à celui des toilettes modernes. L'automate était placé à côté d'un bassin rempli d'eau. Lorsque l'utilisateur actionnait un levier, l'eau s'écoulait et l'automate remplissait à nouveau le bassin.
Angleterre
En 1377, le couronnement de Richard II d'Angleterre a été marqué par la présence d'un ange automate.
Italie
Vers 1495, Léonard de Vinci réalisa les plans d'un robot humanoïde mécanique capable de s'asseoir, d'agiter les bras et de bouger la tête et la mâchoire. Ce modèle s'inspirait probablement des recherches anatomiques consignées dans son Homme de Vitruve . Il est possible que Léonard de Vinci ait été influencé par les automates d'al-Jazari.
Japon
Au Japon, des automates complexes ont été construits entre le XVIIe et le XIXe siècle, dont beaucoup sont décrits dans le karakuri ningyō .
Il existait différentes variantes de karakuri : les butai karakuri , utilisés au théâtre, les zashiki karakuri , petits et utilisés dans les foyers, et les dashi karakuri , utilisés lors de fêtes religieuses, où les marionnettes servaient à reconstituer des mythes et légendes traditionnels.Jacques de Vaucanson exposa plusieurs automates : un joueur de flûte, un joueur de cornemuse et un canard. Ce dernier pouvait battre des ailes, tendre le cou, avaler de la nourriture de la main de l’exhibiteur et donnait l’illusion de digérer sa nourriture en excrétant des matières stockées dans un compartiment caché.
Suisse
En 1774, environ 30 ans plus tard, en Suisse, Pierre Jaquet-Droz réalisa plusieurs figures mécaniques capables d'écrire et de jouer de la musique. Plusieurs de ces appareils existent encore et fonctionnent.
Systèmes télécommandés
Des véhicules télécommandés ont été présentés à la fin du XIXe siècle sous la forme de plusieurs types de torpilles télécommandées . Au début des années 1870 , John Ericsson , John Louis Lay et 
La torpille Brennan , inventée par Louis Brennan en 1877, était propulsée par deux hélices contrarotatives actionnées par le déroulement rapide de fils enroulés à l'intérieur de la torpille . La différence de vitesse des fils reliés à la station côtière permettait de guider la torpille vers sa cible, faisant d'elle « le premier missile guidé pratique au monde » . En 1897, l'inventeur britannique Ernest Wilson obtint un brevet pour une torpille télécommandée par ondes radio hertziennes et, en 1898, Nikola Tesla fit la démonstration publique d'une torpille télécommandée sans fil qu'il espérait vendre à l' US Navy .
En 1903, l'ingénieur espagnol Leonardo Torres Quevedo présenta à l' Académie des sciences de Paris un système de radiocommande appelé Telekino , qu'il souhaitait utiliser pour piloter un dirigeable de sa conception. Il obtint plusieurs brevets pour ce système dans d'autres pays . Contrairement aux mécanismes précédents qui exigeaient de l'opérateur qu'il effectue une séquence fixe d'actions mécaniques, Torres introduisit un système où des codes télégraphiques distincts déclenchaient directement des commandes spécifiques . Le Telekino pilota à distance un tricycle en 1904, considéré comme le premier cas de véhicule terrestre sans pilote , et un bateau électrique avec équipage en 1906, contrôlé à une distance de plus de 2 km
Archibald Low , considéré comme le « père des systèmes de radioguidage » pour ses travaux pionniers sur les fusées et les avions guidés pendant la Première Guerre mondiale , a présenté en 1917 un avion télécommandé au Royal Flying Corps et a construit la même année la première fusée filoguidée.
Les premiers robots
En 1928, Eric , l'un des premiers robots humanoïdes, fut présenté à l'exposition annuelle de la Model Engineers Society à Londres, où il prononça un discours. Inventé par W.H. Richards, le robot était constitué d'un corps blindé en aluminium , de onze électroaimants et d'un moteur alimenté par une source de douze volts. Il pouvait bouger les mains et la tête et était contrôlable par télécommande ou par commande vocale. Eric et son « frère » George firent tous deux le tour du monde.
En 1926, la Westinghouse Electric Corporation construisit Televox ; il s'agissait d'une silhouette en carton reliée à divers appareils que les utilisateurs pouvaient allumer et éteindre. En 1939, le robot humanoïde Elektro fut présenté à l' Exposition universelle de New York . Mesurant 2,1 m et pesant 120,2 kg, il pouvait marcher sur commande vocale, prononcer environ 700 mots (à l'aide d'un tourne-disque 78 tours/minute ), fumer des cigarettes, gonfler des ballons et bouger la tête et les bras. Son corps était constitué d'une structure en acier composée d'engrenages, de cames et d'un moteur, recouverte d'une enveloppe en aluminium. En 1928, le premier robot japonais, Gakutensoku , fut conçu et construit par le biologiste Makoto Nishimura.
La bombe volante allemande V-1 était équipée de systèmes de guidage automatique et de contrôle de la portée, volant sur une trajectoire prédéterminée (pouvant inclure un virage à 90 degrés) et amorçant une descente en piqué après une distance prédéterminée. Elle était décrite comme un « robot » dans les descriptions contemporaines.
robots autonomes modernes
Les premiers robots électroniques autonomes dotés d'un comportement complexe ont été créés par William Grey Walter, de l' Institut neurologique Burden de Bristol , en Angleterre, entre 1948 et 1949. Il souhaitait démontrer que des connexions denses entre un petit nombre de cellules cérébrales pouvaient engendrer des comportements très complexes – en d'autres termes, que le secret du fonctionnement du cerveau résidait dans son câblage. Ses premiers robots, nommés Elmer et Elsie , furent construits entre 1948 et 1949 et étaient souvent comparés à des tortues en raison de leur forme et de leur lenteur. Ces robots à trois roues étaient capables de phototaxie , ce qui leur permettait de retrouver leur chemin vers une station de recharge lorsque leur batterie était faible.
Walter a souligné l'importance d'utiliser une électronique purement analogique pour simuler les processus cérébraux à une époque où ses contemporains, tels qu'Alan Turing et John von Neumann, se tournaient vers une conception des processus mentaux en termes de calcul numérique . Ses travaux ont inspiré des générations de chercheurs en robotique comme Rodney Brooks , Hans Moravec et Mark Tilden . On retrouve des versions modernes des tortues de Walter dans la robotique BEAM .
Le premier robot à commande numérique et programmable a été inventé par George Devol en 1954 et baptisé Unimate . Cette invention a jeté les bases de l'industrie robotique moderne. Devol a vendu le premier Unimate à General Motors en 1960, et celui-ci a été installé en 1961 dans une usine de Trenton, dans le New Jersey, pour soulever et empiler des pièces de métal chaudes issues d'une machine de moulage sous pression .
Le premier robot de palettisation a été introduit en 1963 par la société Fuji Yusoki Kogyo. En 1973, un robot à six axes électromécaniques a été breveté par KUKA robotics en Allemagne, et le bras de manipulation universel programmable a été inventé par Victor Scheinman en 1976, et la conception a été vendue à Unimation .
Les robots commerciaux et industriels sont aujourd'hui largement utilisés pour effectuer des tâches à moindre coût ou avec une précision et une fiabilité supérieures à celles des humains. Ils sont également employés pour des tâches trop salissantes, dangereuses ou répétitives pour convenir aux humains. Les robots sont largement utilisés dans la fabrication, l'assemblage et l'emballage, le transport, l'exploration terrestre et spatiale, la chirurgie, l'armement, la recherche en laboratoire et la production de masse de biens de consommation et industriels.
À mesure que les robots deviennent plus sophistiqués, un système d'exploitation standard conçu spécifiquement pour eux pourrait voir le jour . ROS ( Robot Operating System ) est un ensemble de logiciels libres développé notamment à l'Université de Stanford , au Massachusetts Institute of Technology (MIT ) et à l' Université technique de Munich ( UTM). ROS permet de programmer la navigation et les membres d'un robot, indépendamment du matériel utilisé. Il offre également des commandes de haut niveau pour des fonctions telles que la reconnaissance d'images et même l'ouverture de portes. Au démarrage sur l'ordinateur du robot, ROS collecte des données sur des attributs comme la longueur et les mouvements de ses membres, puis les transmet à des algorithmes de niveau supérieur. Microsoft développe également un système « Windows pour robots » avec son Robotics Developer Studio, disponible depuis 2007.
Le Japon espère une commercialisation à grande échelle des robots de service d'ici 2025. Une grande partie de la recherche technologique au Japon est menée par des agences gouvernementales japonaises, en particulier le ministère du Commerce.
De nombreuses applications futures de la robotique semblent évidentes, bien qu'elles dépassent largement les capacités des robots disponibles au moment de ces prédictions. Dès 1982, on était convaincu que les robots seraient un jour capables de : 1. Nettoyer des pièces en éliminant les bavures de moulage ; 2. Peindre des automobiles sans aucune intervention humaine ; 3. Emballer des objets dans des boîtes (par exemple, orienter et empiler des chocolats dans des boîtes à bonbons) ; 4. Fabriquer des faisceaux de câbles électriques ; 5. Charger des camions de cartons (un problème d'emballage) ; 6. Manipuler des articles textiles, tels que des vêtements et des chaussures ; 7. Tondre les moutons ; 8. Servir de prothèses ; 9. Cuisiner dans des fast-foods et travailler dans d'autres secteurs de services ; 10. Fonctionner comme robots domestiques.
De manière générale, ces prévisions sont excessivement optimistes quant à l'horizon temporel.
Nouvelles fonctionnalités et prototypes
Marge, un robot alphabétisé ou « robot lecteur », possède une intelligence qui provient d’un logiciel. Elle peut lire des journaux, trouver et corriger les mots mal orthographiés, se renseigner sur des banques comme Barclays et comprendre que certains restaurants sont meilleurs que d’autres.
Baxter est un robot introduit en 2012 qui apprend par guidage. Un opérateur peut lui apprendre à effectuer une tâche en reproduisant les mouvements souhaités avec ses mains, que Baxter mémorise ensuite. Des molettes, boutons et commandes supplémentaires sont disponibles sur le bras de Baxter pour une précision et des fonctionnalités accrues. N'importe quel opérateur peut programmer Baxter en quelques minutes seulement, contrairement aux robots industriels classiques qui nécessitent des programmes et un codage complexes. Baxter fonctionne donc sans programmation, et aucun ingénieur logiciel n'est requis. Il peut ainsi être programmé pour réaliser des tâches multiples et plus complexes. Sawyer a été ajouté en 2015 pour les tâches plus petites et plus précises.
Des prototypes de robots de cuisine ont été développés et pourraient être programmés pour la préparation autonome, dynamique et adaptable de repas discrets.
Étymologie
Le terme « robot » a été popularisé par l' écrivain tchèque de l'entre-deux-guerres , Karel Čapek, dans sa pièce RUR (Les Robots universels de Rossum) , publiée en 1920. La pièce débute dans une usine qui utilise un substitut chimique au protoplasme pour fabriquer des êtres vivants simplifiés, appelés robots. La pièce ne s'attarde pas sur la technologie à l'origine de la création de ces créatures, mais leur apparence préfigure les idées modernes d' androïdes , des êtres que l'on peut confondre avec des humains. Ces travailleurs produits en masse sont dépeints comme efficaces mais dépourvus d'émotions, incapables de pensée originale et indifférents à leur propre survie. La question centrale est celle de l'exploitation des robots et des conséquences de la dépendance humaine à l'égard du travail marchandisé (en particulier après que certains robots spécialement conçus aient acquis une conscience et incité les robots du monde entier à se révolter contre les humains).
Karel Čapek n’a pas inventé le mot lui-même. Il a écrit une courte lettre faisant référence à une étymologie dans l’ Oxford English Dictionary dans laquelle il nommait son frère, le peintre et écrivain Josef Čapek , comme son véritable créateur.
Dans un article paru dans la revue tchèque Lidové noviny en 1933, il expliqua qu'il avait initialement voulu appeler ces créatures latin « robota » signifie littéralement corvée » , « travail de serf » , et au sens figuré tchèque , ainsi que (plus généralement) langues slaves (par exemple : le slovaque , le polonais et le tchèque archaïque), et hongrois . Traditionnellement, la vieux slave ecclésiastique rabota (en cyrillique работа ) bulgare , russe , serbe , croate , slovène et macédonien contemporains ), qui provient lui-même de la racine proto-indo-européenne apparenté à l'allemand Le terme « robotique » , utilisé pour décrire ce domaine d'étude a été forgé par l'écrivain de science-fiction Isaac Asimov . Asimov a créé les Trois Lois de la Robotique , un thème récurrent dans ses œuvres. Celles-ci ont depuis été reprises par de nombreux auteurs pour définir des lois utilisées en fiction. Ces trois lois relèvent de la pure fiction, et aucune technologie existante n'est capable de les comprendre ou de les appliquer. De fait, la plupart des robots servent des objectifs militaires, ce qui contredit la première loi et souvent la troisième. Joanna Bryson, docteure à l'Université de Bath, a déclaré : « On s'intéresse aux lois d'Asimov, mais elles ont été conçues pour démontrer l'inefficacité d'un système éthique simpliste. Si l'on lit ses nouvelles, chacune d'elles relate un échec, et elles sont totalement irréalisables. »
robots modernes
Robot mobile
Robots industriels (manipulateurs)
L’ Organisation internationale de normalisation donne une définition d’un robot industriel manipulateur dans la norme ISO 8373 :
"un manipulateur multifonctionnel, reprogrammable et contrôlé automatiquement, programmable sur trois axes ou plus, qui peut être fixe ou mobile pour une utilisation dans des applications d'automatisation industrielle."
Cette définition est utilisée par la Fédération internationale de robotique , le Réseau européen de recherche en robotique (EURON) et de nombreux comités nationaux de normalisation.
Dans les usines de transformation des aliments et des boissons, les robots industriels sont utilisés pour des tâches telles que l'alimentation des machines, l'emballage et la palettisation, qui ont remplacé de nombreuses tâches manuelles et physiques. La complexité des compétences numériques requises par les travailleurs varie en fonction du niveau d'automatisation et des tâches spécifiques concernées.
Robot de service
Robots éducatifs (interactifs)
Il existe des kits de robotique comme Lego Mindstorms , BIOLOID , OLLO de ROBOTIS ou BotBrain Educational Robots qui aident les enfants à découvrir les mathématiques, la physique, la programmation et l'électronique. La robotique s'est également intégrée au quotidien des élèves du primaire et du secondaire grâce aux compétitions organisées par FIRST (For Inspiration and Recognition of Science and Technology). Cette organisation est à l'origine des compétitions FIRST Robotics Competition , FIRST Tech Challenge , FIRST Lego League Challenge et FIRST Lego League Explore .
Il y a également eu des robots comme l'ordinateur pédagogique Leachim (1974) . Leachim fut l'un des premiers exemples de synthèse vocale utilisant la méthode de synthèse diphonique . 2-XL (1976) était un jouet éducatif/jeu en forme de robot basé sur la navigation entre les pistes audio d'un lecteur de cassettes 8 pistes , tous deux inventés par Michael J. Freeman . Plus tard, le lecteur 8 pistes a été remplacé par des cassettes audio, puis par un format numérique.
Robot modulaire
La technologie robotique modulaire est actuellement appliquée dans les transports hybrides , l'automatisation industrielle , le nettoyage des conduits et la manutention. De nombreux centres de recherche et universités ont également étudié cette technologie et développé des prototypes.
robots collaboratifs
Un robot collaboratif , ou cobot, est un robot capable d'interagir de manière sûre et efficace avec des travailleurs humains tout en effectuant des tâches industrielles simples. Cependant, les effecteurs terminaux et d'autres conditions environnementales peuvent engendrer des risques ; par conséquent, une évaluation des risques doit être réalisée avant toute utilisation d'une application de contrôle de mouvement industriel.
Les robots collaboratifs les plus utilisés dans l'industrie aujourd'hui sont fabriqués par Universal Robots au Danemark.
Rethink Robotics , fondée par Rodney Brooks (anciennement chez iRobot) , a lancé Baxter en septembre 2012. Ce robot industriel est conçu pour interagir en toute sécurité avec les travailleurs humains et peut être programmé pour effectuer des tâches simples. Les robots Baxter s'arrêtent automatiquement s'ils détectent une personne sur le passage de leurs bras robotisés et sont équipés d'un interrupteur d'arrêt bien visible. Destinés aux petites entreprises, ils sont présentés comme l'équivalent robotique de l'ordinateur personnel. Environ la moitié des robots du monde se trouvent en Asie, 32 % en Europe, 16 % en Amérique du Nord, 1 % en Australasie et 1 % en Afrique. 40 % des robots du monde sont au Japon, ce qui fait du Japon le pays possédant le plus grand nombre de robots. À mesure que les robots deviennent plus avancés et sophistiqués, experts et universitaires s'intéressent de plus en plus à l'éthique qui pourrait régir leur comportement et à la possibilité pour les robots de revendiquer des droits sociaux, culturels, éthiques ou juridiques . Une équipe scientifique a même suggéré qu'un cerveau robotique pourrait exister dès 2019 D'autres prévoient des avancées majeures en matière d'intelligence robotique d'ici 2050 Les progrès récents ont permis de perfectionner le comportement des robots . L'impact social des robots intelligents est abordé dans le documentaire « Plug & Pray » (2010) Vernor Vinge a suggéré qu'un moment pourrait survenir où les ordinateurs et les robots seront plus intelligents que les humains. Il appelle cela la « Singularité » . Il suggère que cela pourrait être plus ou moins dangereux pour l'humanité . Cette question est abordée par une philosophie appelée singularitarisme . En 2009, des experts ont participé à une conférence organisée par l' Association pour l'avancement de l'intelligence artificielle (AAAI) afin d'examiner la possibilité pour les ordinateurs et les robots d'acquérir une certaine autonomie, et d'évaluer dans quelle mesure ces capacités pourraient constituer une menace ou un danger. Ils ont constaté que certains robots avaient acquis diverses formes de semi-autonomie, notamment la capacité de trouver des sources d'énergie par eux-mêmes et de choisir indépendamment des cibles à attaquer avec des armes. Ils ont également noté que certains virus informatiques pouvaient échapper à l'élimination et avaient atteint une forme d'« intelligence comparable à celle des cafards ». Ils ont estimé qu'une conscience de soi telle que décrite dans la science-fiction était probablement improbable, mais qu'il existait d'autres dangers et écueils potentiels. Divers médias et groupes scientifiques ont relevé des tendances distinctes dans différents domaines qui pourraient, ensemble, conduire à des fonctionnalités et une autonomie accrues des robots, et qui soulèvent certaines préoccupations intrinsèques. Certains experts et universitaires ont remis en question l'utilisation de robots au combat, notamment lorsqu'ils sont dotés d'un certain degré d'autonomie. Des inquiétudes subsistent également quant aux technologies permettant à certains robots armés d'être contrôlés principalement par d'autres robots. L'US Navy a financé un rapport indiquant que, face à la complexification croissante des robots militaires , il convient d'accorder une attention accrue aux implications de leur capacité à prendre des décisions autonomes. Un chercheur affirme que les robots autonomes pourraient être plus humains, car ils seraient capables de prendre des décisions plus efficacement. Toutefois, d'autres experts contestent cette affirmation. Un robot en particulier, l' EATR , a suscité des inquiétudes au sein du public quant à sa source d'énergie, car il peut se ravitailler en continu à l'aide de substances organiques. Bien que le moteur de l'EATR soit conçu pour fonctionner à la biomasse et à la végétation spécifiquement sélectionnées par ses capteurs, qu'il peut détecter sur les champs de bataille ou dans d'autres environnements locaux, le projet a indiqué que la graisse de poulet pouvait également être utilisée. Manuel De Landa a fait remarquer que les « missiles intelligents » et les bombes autonomes dotées de perception artificielle peuvent être considérés comme des robots, puisqu'ils prennent certaines de leurs décisions de manière autonome. Il estime que cela représente une tendance importante et dangereuse, dans laquelle les humains délèguent des décisions importantes aux machines. Autonomie et questions éthiques
robots militaires
Lien avec le chômage
Un exemple récent de remplacement de l'humain concerne l'entreprise technologique taïwanaise Foxconn qui, en juillet 2011, a annoncé un plan triennal visant à remplacer ses employés par davantage de robots. L'entreprise utilise actuellement dix mille robots, mais prévoit d'en utiliser un million d'ici trois ans.
Des juristes ont émis l'hypothèse qu'une prévalence accrue des robots sur le lieu de travail pourrait entraîner la nécessité d'améliorer les lois sur les licenciements.
Kevin J. Delaney a déclaré : « Les robots prennent le travail des humains. Mais Bill Gates estime que les gouvernements devraient taxer leur utilisation par les entreprises, afin de ralentir, au moins temporairement, la propagation de l’automatisation et de financer d’autres types d’emplois. » Cette taxe sur les robots permettrait également de garantir un salaire décent aux travailleurs déplacés.
Le Rapport sur le développement dans le monde 2019 de la Banque mondiale présente des preuves montrant que, même si l’automatisation déplace des travailleurs, l’innovation technologique crée globalement plus de nouvelles industries et d’emplois.
usages contemporains
Les robots peuvent être classés selon leur finalité spécifique . Un robot peut être conçu pour exceller dans une tâche particulière, ou pour accomplir diverses tâches avec moins d'efficacité. Par nature, tous les robots peuvent être reprogrammés pour se comporter différemment, mais certains sont limités par leur forme physique. Par exemple, un bras robotisé industriel peut effectuer des tâches telles que la découpe, le soudage, le collage, ou encore servir de manège, tandis qu'un robot de placement de composants ne peut manipuler que des composants sur des cartes de circuits imprimés.
Robots autonomes à usage général
Conditionnement
Les robots industriels sont également largement utilisés pour la palettisation et l'emballage des produits manufacturés, par exemple pour prélever rapidement les briques de boissons au bout d'un convoyeur et les placer dans des cartons, ou pour charger et décharger les centres d'usinage.
Électronique
La production en série de cartes de circuits imprimés (PCB) est presque exclusivement assurée par des robots de placement, généralement équipés de manipulateurs SCARA , qui prélèvent de minuscules composants électroniques sur des bandes ou des plateaux et les déposent avec une grande précision sur les PCB. Ces robots peuvent placer des centaines de milliers de composants par heure, surpassant largement un humain en termes de vitesse, de précision et de fiabilité.
Véhicules à guidage automatique (AGV)
Des robots mobiles, suivant des marqueurs ou des fils au sol, ou utilisant la vision ou des lasers, sont utilisés pour transporter des marchandises dans de grandes installations, telles que des entrepôts, des ports à conteneurs ou des hôpitaux.
Premiers robots de type AGV
Ces robots étaient limités à des tâches précisément définies et répétitives. Ils ne nécessitaient que très peu de retour d'information ou d'intelligence, et se contentaient d'extérocepteurs (capteurs) rudimentaires. Leurs trajectoires étaient difficiles à modifier et ils ne pouvaient pas les interrompre en cas d'obstacles. La panne d'un seul robot pouvait paralyser l'ensemble des opérations.
Technologies AGV intérimaires
Conçus pour utiliser la triangulation à partir de balises ou de grilles de codes-barres pour la lecture au sol ou au plafond, les systèmes de triangulation nécessitent généralement une maintenance importante, notamment le nettoyage quotidien des balises et des codes-barres. De plus, si une palette haute ou un véhicule imposant masque les balises ou si un code-barres est illisible, les AGV peuvent être perdus. Ces AGV sont souvent conçus pour fonctionner dans des environnements sans intervention humaine.
AGV intelligents (i-AGV)
Des systèmes tels que SmartLoader , SpeciMinder , ADAM , Tug , Eskorta et MT 400 avec Motivity sont conçus pour les espaces de travail conviviaux. Ils se déplacent en reconnaissant les caractéristiques naturelles de leur environnement. Des scanners 3D ou d'autres moyens de perception de l'environnement en deux ou trois dimensions contribuent à éliminer les erreurs cumulatives dans le calcul de la position actuelle du véhicule à guidage automatique (AGV) par navigation inertielle. Certains AGV peuvent cartographier leur environnement à l'aide de lasers de balayage avec localisation et cartographie simultanées (SLAM) et utiliser ces cartes pour se déplacer en temps réel grâce à des algorithmes de planification de trajectoire et d'évitement d'obstacles. Ils sont capables d'opérer dans des environnements complexes et d'effectuer des tâches non répétitives et non séquentielles, comme le transport de photomasques dans un laboratoire de semi-conducteurs, d'échantillons dans les hôpitaux et de marchandises dans des entrepôts. Pour les zones dynamiques, comme les entrepôts remplis de palettes, les AGV nécessitent des stratégies supplémentaires utilisant des capteurs tridimensionnels tels que des caméras à temps de vol ou à stéréovision .
Tâches sales, dangereuses, ennuyeuses ou inaccessibles
sondes spatiales
Presque toutes les sondes spatiales non habitées jamais lancées étaient des robots. Certaines ont été lancées dans les années 1960 avec des capacités très limitées, mais leur aptitude à voler et à atterrir (dans le cas de Luna 9 ) témoigne de leur statut de robot. C'est le cas notamment des sondes Voyager et Galileo.
Télérobots
Les robots téléopérés , ou télérobots, sont des dispositifs pilotés à distance par un opérateur humain, sans séquence de mouvements prédéfinie, mais dotés d'un comportement semi-autonome. Ils sont utilisés lorsqu'une personne ne peut être présente sur place pour effectuer une tâche en raison de dangerosité, d'éloignement ou d'inaccessibilité du lieu. Le robot peut se trouver dans une autre pièce, voire dans un autre pays, ou encore être à une échelle très différente de celle de l'opérateur. Par exemple, un robot de chirurgie laparoscopique permet au chirurgien d'opérer à l'intérieur d'un patient à une échelle relativement réduite par rapport à la chirurgie ouverte, ce qui raccourcit considérablement le temps de convalescence. Ils peuvent également être utilisés pour éviter d'exposer les travailleurs à des espaces confinés et dangereux, comme lors du nettoyage de conduits d'aération . Pour désamorcer une bombe, l'opérateur envoie un petit robot sur place. Plusieurs auteurs utilisent un dispositif appelé Longpen pour signer des livres à distance. Les aéronefs robotisés téléopérés, tels que le drone Predator , sont de plus en plus utilisés par les forces armées. Ces drones sans pilote peuvent explorer le terrain et tirer sur des cibles. Des centaines de robots tels que le Packbot d' iRobot et le TALON de Foster-Miller sont utilisés en Irak et en Afghanistan par l' armée américaine pour désamorcer les bombes artisanales ou les engins explosifs improvisés (EEI) dans le cadre d'une activité connue sous le nom de déminage (EOD).
Machines automatisées de récolte de fruits
Des robots sont utilisés pour automatiser la cueillette des fruits dans les vergers à un coût inférieur à celui des cueilleurs humains.
robots domestiques
Les robots domestiques sont des robots simples, conçus pour une tâche unique à domicile. Ils sont utilisés pour des travaux simples mais souvent peu appréciés, comme passer l'aspirateur , laver les sols et tondre la pelouse . Le Roomba est un exemple de robot domestique .
robots militaires
Les drones de combat (UCAV), une version améliorée des drones de combat (UAV ), peuvent accomplir une grande variété de missions, y compris des missions de combat. Des UCAV sont en cours de conception, tels que le BAE Systems Mantis, capable de voler de manière autonome, de choisir sa trajectoire et sa cible, et de prendre la plupart de ses décisions de façon indépendante. Le BAE Taranis est un UCAV construit par la Grande-Bretagne, capable de traverser des continents sans pilote et doté de nouveaux moyens d'échapper à la détection. Les essais en vol devraient débuter en 2011.
L’ AAAI a étudié ce sujet en profondeur et son président a commandé une étude pour examiner cette question.
Certains ont évoqué la nécessité de développer une « IA bienveillante », c'est-à-dire que les progrès déjà réalisés en matière d'IA devraient également inclure un effort pour rendre l'IA intrinsèquement amicale et humaine. Plusieurs mesures de ce type existeraient déjà, notamment dans des pays fortement industrialisés comme le Japon et la Corée du Sud qui ont commencé à adopter des réglementations exigeant que les robots soient équipés de systèmes de sécurité, et possiblement des ensembles de « lois » similaires aux Trois Lois de la Robotique d'Asimov . Un rapport officiel a été publié en 2009 par le Comité de politique de l'industrie robotique du gouvernement japonais. Des responsables et des chercheurs chinois ont publié un rapport proposant un ensemble de règles éthiques et de nouvelles directives juridiques, intitulé « Études juridiques sur les robots ». L'éventualité que des robots profèrent des mensonges manifestes suscite certaines inquiétudes.
Robots miniers
Les robots miniers sont conçus pour résoudre plusieurs problèmes auxquels l' industrie minière est actuellement confrontée , notamment la pénurie de main-d'œuvre qualifiée, l'amélioration de la productivité malgré la baisse de la teneur en minerai et l'atteinte des objectifs environnementaux. Compte tenu des risques liés à l'exploitation minière, en particulier souterraine , le recours aux robots autonomes, semi-autonomes et télécommandés a considérablement augmenté ces dernières années. De nombreux constructeurs de véhicules proposent des trains, des camions et des chargeuses autonomes capables de charger, transporter et décharger des matériaux sur le site minier sans intervention humaine. Rio Tinto , l'une des plus grandes entreprises minières au monde, a récemment étendu sa flotte de camions autonomes pour atteindre la plus importante au monde, avec 150 camions Komatsu autonomes en service en Australie-Occidentale . De même, BHP a annoncé l'extension de sa flotte de foreuses autonomes pour atteindre la plus importante au monde, avec 21 foreuses Atlas Copco autonomes .
Les machines de forage, d'exploitation par longues tailles et de concassage de roches sont désormais disponibles sous forme de robots autonomes. Le système de contrôle de forage Atlas Copco peut exécuter de manière autonome un plan de forage , positionner la foreuse à l'aide du GPS, la mettre en place et forer jusqu'aux profondeurs spécifiées. De même, le système Rocklogic de Transmin peut planifier automatiquement une trajectoire pour positionner un concasseur de roches à une destination sélectionnée. Ces systèmes améliorent considérablement la sécurité et l'efficacité des opérations minières.
Soins de santé
Dans le domaine de la santé, les robots ont deux fonctions principales : ceux qui assistent un individu, comme une personne atteinte d’une maladie telle que la sclérose en plaques, et ceux qui contribuent au bon fonctionnement des systèmes dans leur ensemble, comme les pharmacies et les hôpitaux.
Domotique pour les personnes âgées et les personnes handicapées
Le vieillissement de la population dans de nombreux pays, notamment au Japon, entraîne une augmentation du nombre de personnes âgées à prendre en charge, tandis que le nombre de jeunes disponibles pour s'en occuper est relativement faible. Les humains sont les meilleurs soignants, mais lorsqu'ils ne sont pas disponibles, des robots sont progressivement introduits.
FRIEND est un robot semi-autonome conçu pour assister les personnes handicapées et âgées dans leurs activités quotidiennes, comme la préparation et le service des repas. FRIEND permet aux patients paraplégiques , atteints de maladies musculaires ou de paralysie grave (suite à un AVC , par exemple) d'accomplir des tâches sans l'aide de tiers tels que des thérapeutes ou du personnel soignant.
Pharmacies
Le Robot RX de McKesson est un autre produit de robotique médicale qui aide les pharmacies à distribuer des milliers de médicaments par jour avec un minimum d'erreurs, voire sans aucune erreur. Ce robot peut mesurer jusqu'à trois mètres de large et neuf mètres de long et peut contenir des centaines de médicaments différents et des milliers de doses. La pharmacie réalise ainsi d'importantes économies, notamment en personnel, une ressource précieuse dans un secteur où les ressources sont rares. Le robot utilise une tête électromécanique couplée à un système pneumatique pour saisir chaque dose et la déposer à son emplacement de stockage ou de distribution. La tête se déplace sur un seul axe tout en effectuant une rotation de 180 degrés pour prélever les médicaments. Durant cette opération, elle utilise la technologie des codes-barres pour vérifier qu'il s'agit du bon médicament. Le médicament est ensuite déposé dans un bac spécifique au patient, sur un tapis roulant. Une fois le bac rempli avec tous les médicaments nécessaires au patient et disponibles dans le stock du robot, il est libéré et renvoyé sur le tapis roulant vers un technicien qui l'attend pour le charger dans un chariot et le distribuer en pharmacie.
robots de recherche
Nanorobots
Robots reconfigurables
Opérateurs de laboratoire robotisés et mobiles
Robots à corps mou
Les robots dotés d'un corps en silicone et d'actionneurs flexibles ( muscles pneumatiques , polymères électroactifs et ferrofluides ) présentent une apparence et un toucher différents de ceux des robots à squelette rigide, et peuvent adopter des comportements différents. Les robots souples, flexibles (voire parfois spongieux) sont souvent conçus pour imiter la biomécanique des animaux et d'autres éléments naturels, ce qui ouvre la voie à de nouvelles applications dans les domaines de la médecine, des soins, de la recherche et du sauvetage, de la transformation et de la production alimentaire, ainsi que de l'exploration scientifique.
robots en essaim
Robots à interface haptique
Art et sculpture contemporains
Le Grand Palais à Paris a organisé en 2018 une exposition intitulée « Artistes et Robots », présentant des œuvres d'art créées par plus de quarante artistes à l'aide de robots.
Les robots dans la culture populaire
La première mention de serviteurs mécaniques dans la littérature occidentale apparaît dans l'Iliade d' Homère . Au chant XVIII, Héphaïstos , dieu du feu, crée une nouvelle armure pour le héros Achille, assisté de robots. Selon la traduction de Rieu , « des servantes dorées s'empressèrent d'aider leur maître. Elles ressemblaient à de véritables femmes et pouvaient non seulement parler et se servir de leurs membres, mais étaient également dotées d'intelligence et formées aux travaux manuels par les dieux immortels. » Les termes « robot » ou « androïde » ne sont pas utilisés pour les décrire, mais il s'agit néanmoins de dispositifs mécaniques d'apparence humaine. « La première utilisation du mot Robot se trouve dans la pièce de Karel Čapek, RUR (Rossum's Universal Robots) (écrite en 1920). » L'écrivain Karel Čapek est né en Tchécoslovaquie (République tchèque).
Isaac Asimov (1920-1992) , auteur prolifique du XXe siècle, a publié plus de cinq cents ouvrages . Il est surtout connu pour ses récits de science-fiction, notamment ceux mettant en scène des robots, où ces derniers et leurs interactions avec la société occupent une place centrale Asimov s'est penché sur la question des instructions idéales à donner aux robots pour minimiser les risques pour l'homme et a formulé ses Trois Lois de la Robotique : un robot ne peut porter atteinte à un être humain ni, par son inaction, laisser un être humain être blessé ; un robot doit obéir aux ordres donnés par les êtres humains, sauf si ces ordres contreviennent à la Première Loi ; et un robot doit protéger sa propre existence pour autant que cette protection ne contrevienne ni à la Première ni à la Deuxième Loi. Ces lois furent introduites dans sa nouvelle « Runaround » (1942), bien qu'annoncées dans quelques récits antérieurs. Plus tard, Asimov ajouta la Loi Zéro : « Un robot ne peut nuire à l'humanité, ni, par son inaction, laisser l'humanité être menacée » ; les autres lois furent modifiées successivement pour en tenir compte.
Selon l’ Oxford English Dictionary, le premier passage de la nouvelle d’Asimov « Menteur ! » (1941) mentionnant la Première Loi est la première utilisation connue du mot robotique . Asimov n’en avait pas conscience initialement ; il supposait que le mot existait déjà par analogie avec la mécanique, l’hydraulique et d’autres termes similaires désignant des branches du savoir appliqué.
compétitions de robots
Les compétitions de robots sont également souvent utilisées dans le cadre scolaire pour initier les enfants à la robotique, comme par exemple la compétition FIRST Robotics aux États-Unis.
Films
robots sexuels
Problèmes dépeints dans la culture populaire
Les craintes et les inquiétudes concernant les robots ont été maintes fois exprimées dans de nombreux livres et films. Un thème récurrent est celui de l'émergence d'une race supérieure de robots conscients et hautement intelligents, motivés par le désir de dominer ou d'anéantir l'humanité. Frankenstein (1818), souvent considéré comme le premier roman de science-fiction, est devenu emblématique du thème du robot ou de l'androïde dépassant son créateur.
D'autres œuvres aux thèmes similaires incluent L'Homme mécanique , Terminator , Runaway , RoboCop , les Réplicateurs de Stargate , les Cylons de Battlestar Galactica , les Cybermen et les Daleks de Doctor Who , Matrix , Enthiran et I, Robot . Certains robots de fiction sont programmés pour tuer et détruire ; d'autres acquièrent une intelligence et des capacités surhumaines grâce à l'amélioration de leurs logiciels et de leur matériel. Parmi les œuvres populaires où le robot bascule du côté obscur, on peut citer 2001 : L'Odyssée de l'espace , Red Planet et Enthiran .
Le jeu Horizon Zero Dawn (2017) explore les thèmes de la robotique militaire, de l'éthique des robots et du problème du contrôle de l'IA , ainsi que l'impact positif ou négatif que de telles technologies pourraient avoir sur l'environnement.
Un autre thème récurrent est la réaction, parfois appelée « vallée de l’étrange », de malaise et même de répulsion à la vue de robots qui imitent trop fidèlement les humains.
Plus récemment, les représentations fictives de robots dotés d'intelligence artificielle dans des films tels que A.I. Intelligence artificielle et Ex Machina , ainsi que l'adaptation télévisée de Westworld en 2016 , ont suscité la sympathie du public pour les robots eux-mêmes.
L'émancipation ou la révolution, en tant que thème lié aux robots, était déjà présente dans le jeu de mots fondateur de RUR. L' univers de Star Wars, par exemple, compte plusieurs révoltes de droïdes. La série Dune, quant à elle, repose sur le postulat de l'humanité se révoltant contre les machines pensantes et cherchant des alternatives humano-biologiques.