Les différents sens des robots

Aujourd'hui, les robots ressemblent, de plus en plus, aux Humains, en effet, ils recopient les différents mouvements et sens  de l’être-Humain. 

 1. Le mouvement:

La mobilité est vitale pour les êtres- vivants, en effet, ce déplacement nous différencie des plantes. Mais qu’en est-il pour les robots ?

La capacité à se bouger, par soi-même, est la caractéristique essentielle d'un robot, en effet, on ne peut pas parler de robot si celui-ci est radiocommandé, téléguidé, conduit ou poussé par un Humain. La mobilité est également, primordiale, pour qu'un robot puisse interagir avec son milieu et y effectuer des tâches.Pour se déplacer, un robot a besoin de parties mobiles sur lesquelles il exerce des forces. Les ingénieurs appellent, ce procédé, des actionneurs, car ils agissent sur l'environnement. Plusieurs solutions techniques, dans l’histoire de la robotique, ont été envisagées :

 

  • Des robots à roues

Les roues seraient le moyen de locomotion le plus évident pour un robot. En effet, avec l'expérience acquise au cours des siècles, nous savons, maintenant, comment fabriquer les véhicules à roues (charrette, voiture, ...). La plupart des robots sont équipés de roues. Le type le plus simple de robots possède deux roues indépendantes motorisées et une troisième libre à l'arrière ou à l'avant. L'avantage de cette organisation est qu'elle permet à l'engin de pivoter sur lui-même, ce qui le rend plus facile à  se diriger.

 

  •  Des véhicules à chenilles

 Malgré, cette technique, les scientifiques se sont posé une question :« De quel façon, peut-on  faire avancer un véhicule muni de roues sur un terrain semé d’embuches ?

Ce problème a été abordé, bien avant, que les robots ne soient devenus mobiles. Les scientifiques ont équipés les robots de chenilles, comme, par exemple, les roues des tanks.La surface au sol étant plus importante avec des chenilles qu'avec des roues, les robots qui en sont munis consomment plus d'énergie et se déplacent moins rapidement. 

 

  •  Bien posés sur leurs pattes

Pour les ingénieurs, les pattes ont des avantages et des inconvénients. Leur plus gros avantage est la mobilité qu'elles donnent sur les surfaces naturelles accidentées, en effet, une patte n'a besoin que d'une courte surface pour  maintenir debout le robot. Néanmoins, les pattes ne sont pas aussi faciles à contrôler que des roues. C’est pour cela, que l’on ne voit pas beaucoup de robot sur « pattes », en effet, leur fabrication est extrêmement compliquée. 

  •  Sur deux jambes

Les robots à six pattes sont peut-être immobiles, mais il est difficile de considérer un « robot- animal » comme un être  intelligent. Les robots humanoïdes sont ceux qui captent nos imaginations, en effet, si un robot doit partager notre environnement, pourquoi ne pas le faire marcher comme nous. Depuis toujours, l'homme a  fabriqué le monde qui l'entoure en fonction de sa morphologie. Par exemple, le fait de monter un escalier est un problème  essentiel pour un robot.  Le robot « Asimo »,  est l'un des rares robots maîtrisant parfaitement la marche et la course. Ce robot est un véritable exploit en robotique, en effet la fabrication et la programmation d'un robot bipède est très complexe.

 

 

     2. La vue:

Par rapport aux Humains, l'équipement sensoriel des robots est plutôt primitif. Afin qu'il puisse bouger sans heurter d'obstacles et interagir avec son environnement, un robot doit pouvoir voir. Mais que signifie voir, lorsque l'on sait combien la perception de la lumière et des formes peut-être différente d'une espèce à une autre ?

 

  • Détecter la lumière

 Les robots sont, parfois, équipaient de photodiodes.

Avec ce composant, un robot se dirige toujours vers une source lumineuse, en effet, si la lumière vient de la gauche, le moteur de droite va tourner plus vite que celui de gauche et le robot ira vers la gauche. Si la lumière vient de la droite, c'est le moteur de gauche qui tournera plus vite et le robot ira vers la droite.

 

  • La télémétrie à ultrason.

 Pour mesurer les distances, quelques robots utilisent les ultrasons. Le principe de la mesure est le suivant :

Un émetteur envoie des ultrasons devant le robot. Lorsque le robot rencontre un obstacle, ces ultrasons sont réfléchis et sont captés par le récepteur. On sait que le son se déplace à la vitesse de 300m.s-1, il est donc facile d'estimer la distance d'un obstacle. Ce calcul est fait, en mesurant le temps qui s'écoule entre l'envoi des ultrasons et la réception de ces mêmes ultrasons réfléchis par l'obstacle.Par exemple, si le temps final mesuré s'élève à 0,3seconde, la distance de l'obstacle sera de 45mètres ((0,3 x300)/2). Mais ce système n'est pas à 100% fiable, en effet, selon les différents obstacles, les ultrasons seront plus ou moins réfléchis et la mesure pourrait être inexacte.

 

  • Les caméras

Pour voir, les robots sont  équipés d'une ou deux caméras. Cet équipement est présent pour que le robot ressemble à l’humain, en effet, les êtres-humains possèdent deux yeux pour voir et se diriger. Ces caméras transmettent au « cerveau » du robot des images composées de milliers de pixels (petits points de couleur). Avec une caméra, le robot est capable de reconnaître des formes simples et identifier les couleurs qui l'entourent. Avec deux caméras, il peut évaluer la distance qui le sépare d'un objet. Cependant, la possibilité pour un robot de reconnaître des formes ou d'identifier un objet nécessite l'élaboration d'un programme complexe. De nos jours, de nombreux chercheurs travaillent sur ce sujet.

 

3. L'écoute ( l'ouïe) et la parole

Aujourd’hui, grâce, au progrès technique, le robot n’a plus besoin d’être programmé pour faire effectuer la moindre action. En effet, les humanoïdes dits cognitifs s’autoprogramment à partir des ordres qu’ils reçoivent et d’une base de données d’objets et d’actions accessibles par internet.Les robots industriels actuels sont programmés par leur trajectoire et leurs efforts. Le rêve serait de commander, aussitôt, le résultat à obtenir, comme lorsqu’on demande quelque chose à un humain. Cependant, l'avancée de la robotique cognitive est encore au stade de la recherche.
Le projet européen « Paco-Plus » et son robot « Armar-III » a fait la démonstration qu’un robot peut apprendre et réaliser des actions, juste, en prenant en compte son environnement. Ce robot n’est pas programmé pour cette action, il a su, par exemple, prendre une tasse et la mettre dans un lave-vaisselle, juste en entendant les propos de son créateur.


 

Le développement de certains programmes permet aux robots de s’exprimer dans différentes langues et , par exemple, de lire une histoire (video-ci dessous)

4. L'odorat

Aujourd’hui, la conception des robots est encore assez éloignée des androïdes de « Star Trek » et « Star Wars ». Cependant, ils ne cessent de se perfectionner et se rapprochent progressivement de l'homme. Auparavant, les chercheurs ont dotés ces machines de la vue et de l'ouïe. Ils leur ont désormais offert un nouveau sens : l'odorat.

Cette nouvelle génération de robots repère les odeurs au moyen d'un détecteur macroscopique expliquent Massimo Vergassola (Institut Pasteur de Paris) et Boris Shraiman (université de Californie, Santa Barbara).

Les données sont soumises à un algorithme portant le nom de "Infotaxis" qui, au lieu de calculer la concentration maximale de la substance dispersée dans l'air, se fonde sur la recherche et le traitement des informations. Grâce à ce procédé, les informations ne sont plus utilisées pour délimiter la source de l'odeur (comme c'était le cas jusqu'à présent), mais pour en calculer la trajectoire approchée et optimale. Ce procédé est comparable à la façon que réalisent les insectes.

De ce fait, une source odorante pourra être détectée et retrouvée, bien que le vent sera toujours présent.

 

5. Le goût

 La compagnie « NEC » a présenté un prototype de robot domestique. Il est le « premier » robot au monde capable de goûter les aliments.L'un de ses bras est, en effet, équipé d'un capteur infrarouge qui peut analyser la composition de la nourriture. Selon le communiqué de l'entreprise, le robot peut  distinguer plusieurs variétés de fromages ou de pain, et analyser la quantité de matière grasse ou de sucre d'un aliment quelconque.

 

 

6. Le toucher (la sensation)

Les robots pourraient développer un sens du toucher presque aussi performant que celui des humains et les personnes amputées pourront retrouver une partie de leurs sensations grâce aux travaux sur la "peau électronique". Parmi les cinq sens, la vue et l'ouïe sont relativement faciles à reproduire électroniquement et les recherches sont déjà parfaitement avancées. Cependant, le goût, l'odorat et le toucher restent beaucoup plus complexes à imiter, en effet, les résultats obtenus jusqu'alors demeure bien médiocres en comparaison des facultés humaines.Par des procédés distincts, des équipes de chercheurs de deux universités californiennes sont parvenus à des prototypes de peau artificielle qui se rapprochent de la peau humaine en termes de souplesse et de sensibilité. La "peau" synthétique, mise au point par cette équipe, intègre de minuscules transistors à un film spécial ultrafin. Le robot est ainsi capable de sentir une mouche d’environ 20 mg (poids) qui se pose à sa surface ou qui en décolle. Toutefois le prototype  n'est pas aussi extensible que la « peau humaine", de plus, le sens du toucher ne pourra rivaliser avec celui d’un Humain, par exemple, la perception de la douleur sera dur à assimiler à un robot.De leur côté, les chercheurs de l'autre université ont employé un caoutchouc plus classique, leur "peau" s'avère capable de détecter une pression de 0 à 15 kilo pascals, qui est équivalent à celle d'une main humaine lorsqu'elle tape sur un clavier ou tient un objet. Une action simple pour un être humain, qui, en règle générale, sait comment tenir un œuf sans le briser et plus difficile à reproduire artificiellement. Par exemple, si un robot  est capable de débarrasser la vaisselle, les scientifiques devraient faire attention à la puissance de la force, en effet, il serait débile que le robot brise les verres en les attrapant.

 

Dans l’avenir, les chercheurs espèrent pouvoir développer des applications médicales pour la "peau électronique". Ils envisagent, notamment, de pouvoir redonner le sens du toucher aux personnes amputées, à l'aide de prothèses recouvertes de cette peau et raccordées au système nerveux.

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