Robotique et robots : qu'est-ce que c'est, quels types existent et à quoi servent-ils

La robotique est le croisement de la science et de la technologie, qui donne naissance aux machines appelées robots. Ils remplacent ou reproduisent les actions humaines. Dans la culture populaire, les robots ont toujours été populaires : R2-D2, Optimus Prime, WALL-E. Leurs concepts semblent généralement irréalistes, mais ils peuvent être bien plus visionnaires que ce que nous imaginons. Grâce aux nouvelles capacités intellectuelles et mécaniques, il n'est pas exclu que l'humanité puisse un jour créer son propre R2-D2. 

Qu'est-ce qu'un robot ?

Un robot est un produit du domaine de la robotique, dans lequel on crée des machines programmables capables d'aider les humains et d'imiter leurs actions.

À l'origine, les robots ont été créés pour effectuer des tâches monotones (par exemple, l'assemblage de voitures à la chaîne), mais depuis, les limites de leur utilisation se sont élargies. 

Aujourd'hui, les robots peuvent accomplir des tâches comme éteindre des incendies, nettoyer des maisons et apporter de l'aide dans des situations complexes. Chaque robot a son propre niveau d'autonomie, allant des bots commandés par un humain (qui exécutent des tâches entièrement contrôlées) aux machines totalement autonomes, qui accomplissent des tâches sans influence extérieure. 

Avec le développement des technologies, le champ de ce qui est considéré comme de la robotique s'élargit. En 2005, 90 % de tous les robots assemblaient des voitures. Ces robots se composent principalement de bras mécaniques qui soudent ou vissent certaines pièces des machines.

Aujourd'hui, la définition de la robotique s'est élargie et englobe la conception, la fabrication et l'utilisation de bots qui explorent les conditions de la Terre, aident les forces de l'ordre et interviennent dans tous les aspects de la santé. 

Malgré l'expansion du monde de la robotique, les robots conservent des caractéristiques invariables :

1. Tous les robots sont constitués d'une structure mécanique. C'est l'aspect mécanique qui permet d'accomplir des tâches dans l'environnement pour lequel ils ont été conçus. Par exemple, les roues du Mars 2020 Rover sont faites de tubes en titane, qui l'aident à rester stable dans les conditions difficiles de la « planète rouge ». 
2. Les robots ont besoin de composants électriques qui contrôlent les mécanismes et les mettent en mouvement. Le courant électrique est nécessaire pour alimenter la plupart des machines. 
3. Les robots contiennent un certain niveau de programmation informatique. Les bots ne seraient qu'un simple mécanisme sans un ensemble de code indiquant quoi faire. Grâce au programme, ils savent quand et comment accomplir une tâche. 

L'intelligence artificielle et les logiciels continuent de progresser. Grâce aux avancées dans ces domaines, les robots deviendront bientôt plus intelligents et plus économes en énergie. Ils resteront également au cœur des usines intelligentes, résoudront des tâches plus complexes et contribueront à la sécurité des chaînes d'approvisionnement mondiales. L'industrie de la robotique est encore jeune, mais elle promet déjà des succès grandioses dont la science-fiction ne pouvait que rêver. 

Types de robots

Les robots mécaniques prennent des formes et des tailles très variées pour accomplir efficacement les tâches pour lesquelles ils ont été créés. Globalement, tous les robots diffèrent par leur conception, leur fonctionnalité et leur degré d'autonomie, du RoboBee de 0,2 mm au navire-robot Vindskip de 200 mètres. Ils sont créés pour accomplir les tâches qui sont inaccessibles aux capacités humaines. Il existe cinq types de robots :

1. Robots préprogrammés. Ils fonctionnent dans un environnement contrôlé et effectuent des tâches simples et monotones. Par exemple, un bras mécanique sur une chaîne d'assemblage automobile remplit une seule fonction : souder une portière, insérer une pièce précise dans le moteur, et ainsi de suite. La mission de ces robots est d'accomplir cette fonction plus vite et plus efficacement qu'un humain. 
2. Robots humanoïdes. Ils reproduisent et/ou imitent le comportement humain. Ces robots effectuent généralement des actions semblables à celles des humains (courir, sauter, transporter des objets). Parfois, ils ont même des visages humains. Les exemples les plus marquants de robots humanoïdes sont Sophia de Hanson Robotics et Atlas de Boston Dynamics. 
3. Robots autonomes. Ils fonctionnent indépendamment des opérateurs humains et sont généralement conçus pour accomplir des tâches dans des environnements ouverts, ne nécessitant pas de surveillance humaine. Ces machines uniques utilisent des capteurs pour percevoir le monde qui les entoure et des structures de prise de décision pour effectuer le prochain pas optimal. Par exemple, l'aspirateur Roomba utilise des capteurs pour se déplacer librement dans la maison.
4. Robots télécommandés. Ce sont des bots semi-autonomes que l'humain peut piloter à distance grâce à un réseau sans fil. Ils fonctionnent généralement dans des conditions géographiques ou météorologiques extrêmes. Par exemple, les sous-marins pilotés par l'humain sont utilisés pour réparer les fuites des pipelines sous-marins lors de marées noires. 
5. Robots d'augmentation. Ils améliorent soit les capacités actuelles de l'humain, soit remplacent des capacités perdues. Ce domaine évolue rapidement, et les robots futurs pourraient redéfinir la notion même d'humain en le rendant plus rapide et plus fort. Parmi les exemples actuels figurent les prothèses robotisées de membres ou les exosquelettes utilisés pour soulever de lourdes charges. 

Utilisations des robots

Les robots ont de nombreuses utilisations, ce qui en fait une technologie idéale pour l'avenir. Bientôt, nous les verrons partout : dans les hôpitaux, les hôtels et même sur les routes. 

Applications de la robotique :

1. aide à la lutte contre les incendies de forêt ;
2. travail aux côtés des humains dans les usines ;
3. robots compagnons pour les personnes âgées ;
4. assistants chirurgicaux ;
5. livraison de nourriture et de colis ;
6. robots domestiques autonomes ;
7. assistants pour la recherche d'objets et leur transport dans les entrepôts ;
8. robots pour les opérations de recherche et de sauvetage après des catastrophes naturelles ;
9. détecteurs de mines terrestres dans les zones de combat.

Production

L'industrie manufacturière est le plus ancien et le plus connu utilisateur de robots. Ces robots et cobots (bots travaillant avec les humains) servent à tester et assembler efficacement les voitures et les équipements industriels. Aujourd'hui, plus de 3 millions de robots industriels sont utilisés. 

Logistique

Pour la plupart des entreprises de commerce de détail et des sociétés de logistique, les robots de transport, de traitement et de contrôle qualité deviennent indispensables. Les entreprises de logistique les utilisent dans les entrepôts et même sur la route, pour utiliser le temps de la manière la plus efficace possible et livrer les marchandises.

En ce moment même, pendant que vous lisez ce texte, des robots retirent vos produits des étagères, les transportent dans l'entrepôt et les emballent. À l'avenir, les gens pourraient se retrouver face à face avec un bot logistique qui livrera automatiquement un colis à la porte. 

Maison

Ces robots ne relèvent plus de la science-fiction. On les voit partout dans nos foyers : ils aident aux tâches ménagères, rappellent les horaires et divertissent même les enfants. Ils ont tellement évolué qu'ils peuvent tout faire, de la tonte autonome de la pelouse au nettoyage des piscines. 

Voyages

Les voitures autonomes ne relèvent plus de l'imagination des écrivains. Elles envahissent littéralement le monde. Tesla, Ford, Waymo, Volkswagen et BMW travaillent pour que les gens puissent simplement se détendre et profiter du trajet. 

Santé

Dans ce domaine, les robots ont également connu de grands succès. Ces assistants mécaniques sont utilisés dans presque tous les aspects de la santé, des opérations chirurgicales à la physiothérapie. Par exemple, les soignants de Toyota aident les gens à retrouver la capacité de marcher, et les robots TUG livrent dans les hôpitaux l'indispensable, des médicaments au linge de lit propre. 

Pour accélérer la lutte contre la pandémie de coronavirus, les entreprises pharmaceutiques ont utilisé des robots : ils scellaient les écouvillons pour les tests de coronavirus et produisaient des respirateurs.