LES DIFFERENTS TYPES DE ROBOT

Aujourd’hui, après avoir introduit le lexique de la robotique, je voudrais vous proposer une classification des robots. Cette classification est non exhaustive et a pour objectif de vous donner une idée de la présence actuelle de la robotique et vous donner une idée de la portée de ce domaine dans les années à venir..

Nous allons aborder aujourd’hui les trois catégories de robots les plus communes.

Les humanoïdes :

Catégorie la plus connue, en grande partie grâce à leur promotion faite par la science fiction, elle regroupe tous les robots anthropomorphes, ceux dont la forme rappelle la morphologie humaine. Ces robots ont généralement un torse, une tête, deux bras et deux jambes. On peut citer le robot Asimo de Honda. Parfois, certains de ces robots ne représentent qu’une partie du corps, comme le robot Nexi développé par le MIT. Lorsqu’un robot anthropomorphe imite non seulement l’apparence physique, mais aussi les comportements humain, on l’appelle un androïde. Un parfait exemple d’androïde est l’Actroid-DER de la société Kokoro

Asimo

Nexi du MIT

Actroid-DER

Les robots industriels :

La majorité de ces robots sont à base fixe. Quand la base n’est pas fixe, elle est généralement montée à un rail. On retrouve dans cette catégorie les robots de manipulation, type « Pick And Place », des robots soudeurs ou encore des robots de peintures. Cela représente la majorité des robots actuellement en état de service. On peut citer le robot SCARA, le robot anthropomorphe (vulgairement appelé bras 6-axes) ou encore le robot delta.

Robot SCARA par Epson

Robot Stäubli anthropomorphe

Le robot Delta de la société Yaskawa

Les robots mobiles :

Cette catégorie englobe tous les robots à base mobile, mais elle désigne de façon générale la sous-catégorie des robots mobiles à roues ; les autres robots étant généralement appelés par leur nom de catégorie correspondant à leur fonctionnalité.

Les robots mobiles à roue sont appelés en anglais UGV (Unmmaned Ground Vehicles). Cette catégorie regroupe les robots à base actionnée par des roues ou par des chenilles. Ces robots sont généralement exploités pour faire de l’exploration, on appelle ces robots des rovers (vagabonds en anglais). Les plus connus sont le Curiosity qui a été envoyé sur Mars par la Nasa pour explorer et identifier le terrain martien ; et le iRobot 510 Packbot qui est utilisé par l’armée américaine pour vérifier le terrain avant d’envoyer les soldats ou à déminer des bombes et des mines antipersonnelles. Il sont également utilisés à des fins ludiques comme la plateforme de développement POB Robotics Suite ou pour l’assistance à la personne comme le robot Jazz de Gostai

iRobot 510 Packbot

Le rover Curiosity de la NASA

POB Robotics Suite

POB Robotics Suite

Les robots volant :

On parle souvent pour cette catégorie de drone. Ils sont appelés en anglais UAV (Unmanned Air Vehicles). Cette catégorie englobe les aéronefs (hélicoptères, multicoptères, avions) fonctionnant sans pilote. Leur fonction est généralement dédiée à la reconnaissance ou la surveillance. Comme par exemple…

Le drone militaire RQ 170 Sentinel

Le multirotor Oktokopter de Mikrokopter

Les robots nageant :

C’est l’ensemble des robots conçus pour être étanche à l’eau et pouvoir ainsi se déplacer sous l’eau. Pour un usage domestique, on retrouve fréquemment les robots nettoyeur de piscine tel que l’Aquabot T2 de la société Aquaproducts. L’autre catégorie majeure des robots sous-marins sont les ROV (Remotely Operated underwater Vehicle), les robots explorateurs commandés à distance. L’Observer 3.2 de Subsea Tech, un mini ROV, est un parfait exemple de robot d’exploration. L’épave du Titanic, lors de différentes expéditions, a été explorée grâce à des robots sous-marins tels que Jason Junior.

Le robot nettoyeur de piscine Aquabot T2 par Aquaproducts

Le robot explorateur sous-marin Observer 3.2 par Subsea Tech

Le robot explorateur Jason Junior

Les animats :

Abréviation de Anima-material, ce sont les robots inspirés d’espèces vivantes. Les recherches amenant à ces robots sont généralement liées au caractère moteur de l’animal inspirant. Le robot araignée KMR-M6 de la société Kondo Robots en est un parfait exemple. Les propriétés motrices des six pattes permettent de déplacer le robot sur des terrains escarpés. Un autre exemple est le robot amphibie ACM-R5 du Hirose Fukushima Lab. Il est inspiré du serpent et peut ainsi se déplacer aussi bien sur terre que dans l’eau. Le dernier exemple est le robot volant Smart Bird de la compagnie Festo. Ce robot est équipé d’ailes qui lui permet de voler comme un oiseau.

Le robot araignée Kondo KMR-M6

Le robot serpent ACM-R5

Le robot oiseau Smart Bird

Les robots médicaux :

C’est l’ensemble des robots conçus pour des patients. Ils peuvent servir à faire des opérations mini-invasives comme le plus connu d’entre eux, le robot Da Vinci de la société Intuitive Surgical. Les robots médicaux peuvent également être utiliser pour des interventions non-invasives comme avec le CyberKnife de la société Accuray. Ils peuvent aussi servir de cobayes pour les apprentis médecins comme le Showa Hanako 2 de la société Tmsuk

Le robot Da Vinci manipulé par un chirurgien

Le système de radiochirurgie robotisée CyberKnife

Le robot-patient Showa Hanako 2

Les exosquelettes :

Les exosquelettes sont des systèmes revêtus par un individu qui l’assiste dans ces mouvements. Le robot peut alors aider à la rééducation comme le robot Lokomat de la société Hocoma. Il peut amplifier les mouvements comme l’exosquelette Hulc developpé par Lockheed Martin.

L’exosquelette militaire Hulc

Le robot de rééducation Lokomat

Les robots sociaux :

Un robot social est un robot qui intéragit et communique avec les humains et son environnement en utilisant des comportements sociaux. Ils ont généralement un caractère ludique comme Keepon développé par Hideki Kozima. Les robots sociaux peuvent être utilisé pour assister les individus comme le robot Tico de la compagnie Adele Robot. Ils peuvent être utilisés pour étudier les comportements humains comme Kismet du MIT. L’une des nouvelles tendances d’utilisation des robots sociaux est l’assistance à l’autisme où le robot revêt la forme d’un objet familier pour l’autiste comme le nounours de Fujitsu

Keepon

Le robot assistant Tico

L’expression surprise de Kismet

Les robots-nounours de Fujitsu avec en arrière-plan le point de vue des robots

D’autres catégories de robots existent comme les robots en essaim, que nous aborderons plus tard. L’objectif de ces deux derniers articles étant de vous donner une vue d’ensemble de la robotique, traiter des dernières pistes de recherche en robotique risquerait de vous porter préjudice.

L'histoire de la robotique

Quand est apparu le premier robot ? Quelles ont été les grandes étapes de l’histoire de la robotique ? Voici quelques éléments de réponse dans cette chronologie rassemblant quelques-uns de ces événements. Bien sûr la liste n’est pas exhaustive et de nombreuses autres merveilles de technologie mériteraient d’être mentionnées.
En particulier, de très nombreux robots ont été développés ces dernières années et il était bien sûr impossible de tous les mentionner !

Les périodes décrites dans cette chronologie ne sont pas aussi nettement définies, et certaines peuvent s’étendre sur de bien plus grandes périodes.

Vous trouverez en bas de page la liste des sources utilisées pour établir cette chronologie ainsi que des liens, ressources supplémentaires et un résumé graphique.

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Les premiers mécanismes

Apparue vers 3500 av. J-C. la roue est considérée comme le premier ouvrage technique significatif de l’histoire de l’humanité, que ce soit pour les tours de potiers ou pour le transport.

L’horlogerie

Les clepsydres (horloges à eau) furent probablement inventées vers 1600 av. J-C. en Egypte. De simples bols percés dont l’écoulement régulier permettait une mesure rudimentaire du temps, elles furent perfectionnées en Grèce quelques siècles avant Jésus Christ, avant de constituer de véritables automates sophistiqués sous les civilisations chinoises et arabes du premier millénaire.

L’horlogerie est aussi le berceau des premiers automates dont nous avons la trace, le plus ancien conservé étant le coq automate des Trois Rois de l’horloge astronomique de la cathédrale Notre-Dame de Strasbourg.

Les automates

Un des automates les plus surprenants est certainement le canard digérateur de Jacques de Vaucanson (1738). Capable de boire, manger, cancaner et digérer comme un véritable animal, il fut malheureusement détruit dans un incendie au milieu du XIXème siècle et il n’en reste que des photographies (source Wikimedia commons).

L’automate d’Henri Maillardet (1826) inspira Brian Selznick, auteur du roman pour enfants « L’invention de Hugo Cabret » adapté au cinéma dans le film d’animation de Martin Scorcese.

La cybernétique

Les automates autorégulés forment la base de la cybernétique. Ici les automates ne se contentent pas d’effectuer des mouvements préprogrammés, mais interagissent avec leur environnement, qui les gouverne. Quelques exemples :

Le chien électrique de Hammond et Miessner (1915) se guide à la lumière, tout comme Philidog, le chien de Henri Piraux (1928) et le renard de Ducrocq (1953).

L’intelligence artificielle

Dans la droite ligne de la cybernétique, l’objectif de rendre les machines intelligentes a mené Alan Turing à définir en 1950 une méthode afin de tester la présence d’une conscience ou d’une intelligence au sein d’une machine. C’est le test de Turing, discuté de nos jours, mais certainement fondateur dans le domaine de l’intelligence artificielle, tout comme les travaux de John McCarthy qui définit le terme d’ « intelligence artificielle » (1956).

En 1963, le programme « General Problem Solver » préfigure l’apparition des systèmes experts tels que Dendral (1965), programmes ou outils capables de reproduire les capacités d’analyse et de raisonnement de spécialistes : démonstrations mathématiques, diagnostics, etc.
En 1970, le programme SHRDLU pouvait discuter et raisonner sur les éléments d’un monde prédéfini, contenant des cubes et des pyramides. L’environnement très simple de ce programme donna de faux espoirs quand à la faisabilité d’un programme intelligent dans des situations plus complexes de la réalité.

Les rovers

Véhicules destinés à explorer la surface de planètes de façon quasiment autonome, effectuer des mesures et prélever des échantillons, les rovers (ou astromobiles) furent développés par les russes dès les années 1960, tel le Lunokhod 1.
La Nasa développa aussi des rovers à partir de 1970 dans le cadre du programme Apollo. Sojourner explora la planète Mars en 1997 et Curiosity en 2012.

Les animats

Animaux artificiels, ils sont l’objet d’une branche particulière de la cybernétique dont l’objectif est de copier les mécanismes du vivant. Si le terme animat ne fut définit qu’en 1985 par S.W. Wilson, en revanche les machines inspirées du vivant ont de tous temps stimulé les artistes et savants.

On  attribue par exemple à Archytas de Tarente (IVème siècle av. J-C.) ce qui est considéré comme le premier robot de l’histoire de l’humanité, bien avant les premières horloges et automates dont nous avons des traces physiques : un pigeon de bois capable de voler, propulsé par de la vapeur. Aucun vestige, aucune photo ou représentation fidèle de ce mécanisme n’existe toutefois.

Léonard de Vinci aurait aussi construit un automate de lion, présenté à la cour de François Ier en 1515. Une réplique à été reconstituée en 2010 à partir de bribes d’informations (source : Reuters).

Le canard de Vaucanson en est certainement un autre exemple. Bien plus récemment (1990-2001), on peut mentionner Brachiator, un robot reproduisant la brachiation du Gibbon se déplaçant de branche en branche.

Les robots humanoïdes

Le premier robot humanoïde est probablement du à Léonard De Vinci, qui présenta en 1495 un chevalier en armure capable de s’asseoir, relever sa visière et bouger ses bras. Après avoir découvert ses notes et schémas en 1950, une réplique fonctionnelle fut construite et exposée au musée de Berlin :

Source de l’image : Wikipedia Commons.

La maîtrise de la bipédie est certainement l’accomplissement le plus technique de l’histoire des robots humanoïdes. WABOT-1 de l’université de Waseda (1973) est l’un des premiers robots humains capables de se déplacer (de façon rudimentaire). Suivirent WHL-11 de Hitachi (1985), les premiers robots de Honda E0 à E6 (1986-1993) et P1 à P3 capable de marcher comme un humain et de monter des escaliers (1992-1997).

Le onzième robot développé par Honda, Asimo, est capable de courir (2000). La dernière version de 2011 peut sautiller sur un pied, courir à 9km/h, manipuler des objets délicatement comme remplir un gobelet, communiquer en langage des signes.

Les exosquelettes

Qu’ils soient biomécaniques ou motorisés, ces squelettes externes mécaniques auraient de nombreuses applications : dans la médecine afin d’aider les personnes handicapées motrices à se déplacer, ou même dans le domaine militaire afin de rendre les soldats plus forts et endurants.

L’exosquelette biomécanique HAL (Hybrid Assisted Limb) détecte les intentions de mouvement pour les assister et permet de soulever des masses jusqu’à 10 fois plus lourdes. Il peut aider des personnes à mobilité réduite à retrouver l’usage de leurs jambes par un accompagnement dégressif.

L’exosquelette motorisé Rex (2010) consiste lui en de véritables jambes robotiques commandées par un Joystick et permet à une personne entièrement paralysée (paraplégie complète) de se déplacer, même si ce n’est encore qu’avec des mouvements relativement lents.

Nous avons terminé notre voyage parmi quelques-unes des plus importantes étapes de l’histoire de la robotique, nous espérons que vous avez trouvé ces informations intéressantes

Merci à Geoffroy Chaix pour son aide dans la création de cette chronologie.