Robot

Un robot est un dispositif mécatronique (alliant mécanique, électronique et informatique) conçu pour accomplir automatiquement des tâches imitant ou reproduisant, dans un domaine précis, des actions humaines. La conception de ces systèmes est l'objet d'une discipline scientifique, branche de l'automatisme nommée robotique.

Pour les articles homonymes, voir Robot (homonymie).

Cet article concerne les robots matériels. Pour les robots purement logiciels, voir Bot informatique. Pour les appareils utilisés dans la cuisine, voir Robot de cuisine.

Robot
Type
Creatura, machine, entité artificiellement intelligente (d), agent (d)
Caractéristiques
Composé de
Atlas (2013), robot androïde de Boston Dynamics
Bras manipulateurs dans un laboratoire (2009)
NAO (2006), robot humanoïde éducatif d'Aldebaran Robotics
DER1 (2005), un actroïde d'accueil
Roomba (2002), un robot ménager

Le terme robot apparaît pour la première fois dans la pièce de théâtre (science-fiction) R. U. R. (Rossum's Universal Robots), écrite en 1920 par l'auteur Karel Čapek[1]. Le mot a été créé par son frère Josef à partir du mot tchèque « robota » qui signifie « travail, besogne, corvée ».

Les premiers robots industriels apparaissent, malgré leur coût élevé, au début des années 1970. Ils sont destinés à exécuter certaines tâches répétitives, éprouvantes ou toxiques pour un opérateur humain : peinture ou soudage des carrosseries automobiles. Aujourd'hui, l'évolution de l'électronique et de l'informatique permet de développer des robots plus précis, plus rapides ou avec une meilleure autonomie. Industriels, militaires ou spécialistes chirurgicaux rivalisent d'inventivité pour mettre au point des robots assistants les aidant dans la réalisation de tâches délicates ou dangereuses. Dans le même temps apparaissent des robots à usages domestiques : aspirateur, tondeuses, etc.

L'usage du terme « robot » s'est galvaudé pour prendre des sens plus larges : automate distributeur, dispositif électro-mécanique de forme humaine ou animale, logiciel servant d'adversaire sur les plateformes de jeu, bot informatique.

Étymologie

Le terme robot est issu des langues slaves et formé à partir du radical rabot, rabota (работа en russe) qui signifie travail, corvée que l'on retrouve dans le mot Rab (раб), esclave en russe. Ce radical présent dans les autres langues slaves (ex. : travailleur = robotnik en polonais, работнік en biélorusse, pracovník en tchèque) provient de l'indo-européen *orbho- qui a également donné naissance au gotique arbais signifiant besoin, nécessité, lui-même source de l'allemand Arbeit, travail[2].

Il fut initialement utilisé par l’écrivain tchécoslovaque Karel Čapek dans sa pièce de théâtre R. U. R. (Rossum's Universal Robots), écrite en 1920. Cette pièce fut jouée pour la première fois en public au Théâtre national à Prague le 25 janvier 1921[3]. Bien que Karel Čapek soit souvent considéré comme l’inventeur du mot, il a lui-même désigné son frère Josef, peintre et écrivain, comme étant l’inventeur réel du terme[4].

Ainsi certains assurent que le mot robot fut d’abord utilisé dans la courte pièce Opilec de Josef Čapek (The Drunkard), publiée dans la collection Lelio en 1917. Selon la Société des frères Čapek à Prague, ce serait néanmoins inexact. Le mot employé dans Opilec est automate, alors que c'est bien dans R.U.R. que le mot robot est apparu pour la première fois.

Alors que les « robots » de Karel Čapek étaient des humains organiques artificiels, le mot robot fut emprunté pour désigner des humains « mécaniques ». Le terme androïde peut signifier l’un ou l’autre, alors que le terme cyborg (« organisme cybernétique » ou « homme bionique ») désigne une créature faite de parties organiques et artificielles.

Quant au terme robotique, il fut introduit dans la littérature en 1942 par Isaac Asimov dans son livre Runaround. Il y énonce les « trois règles de la robotique » qui deviendront, par la suite, dans les œuvres de sciences fiction les Trois lois de la robotique.

Composition d'un robot

Un robot est un assemblage complexe de pièces mécaniques, électro-mécanique ou pièces électroniques. L'ensemble est piloté par une unité centrale appelée « système embarqué » : une simple séquence d'automatisme, un logiciel informatique ou une intelligence artificielle suivant le degré de complexité des tâches à accomplir. Lorsque les robots autonomes sont mobiles, ils possèdent également une source d'énergie embarquée : généralement une batterie d'accumulateurs électriques ou un générateur électrique couplé à un moteur à essence pour les plus énergivore.

Les capteurs

Les principales sortes de capteurs sont :

  • Les sondeurs (ou télémètres) à ultrason ou Laser. Ces derniers sont à la base des scanners laser permettant à l'unité centrale du robot de prendre « conscience » de son environnement en 3D.
  • Les caméras sont les yeux des robots. Il en faut au moins deux pour permettre la vision en trois dimensions. Le traitement automatique des images pour y détecter les formes, les objets, voire les visages, demande en général un traitement matériel car les microprocesseurs embarqués ne sont pas assez puissants pour le réaliser.
  • Les roues codeuses permettent au robot se déplaçant sur roues, des mesures de déplacement précises en calculant les angles de rotation (information proprioceptive).

Les circuits électroniques

Les microprocesseurs ou les microcontrôleurs sont des éléments essentiel du système de pilotage d'un robot. Ils permettent l'exécution de séquences d'instruction ou de logiciels commandant la réalisation d'actions ou de fonctions du robot. On trouve souvent, dans les robots de petite taille, des composants à très faible consommation électrique, car ils ne peuvent emporter que des sources d'énergie limitées.

Les actionneurs

Les actionneurs les plus communs sont :

  • des moteurs électriques rotatifs, qui sont fréquemment associés à des réducteurs mécaniques à engrenages.
  • des vérins pneumatique, plus rarement hydraulique, alimentés par une pompe et permettant des actions toniques.

Un actionneur est le constituant d'un système mécanique (exemple : bras, patte, roue motrice…) réalisant une action motrice suivant un degré de liberté. Il anime les interfaces haptiques réalisant les actions de saisies d'objets dans les applications de télémanipulation.

Adaptation à son environnement

Une certaine capacité d'adaptation à un environnement inconnu peut, dans les systèmes semi-autonomes actuels, être assurée pourvu que l'inconnu reste relativement prévisible : l'exemple déjà opérationnel du robot aspirateur en est une bonne illustration : le logiciel qui pilote cet appareil est en mesure de réagir aux obstacles qui peuvent se rencontrer dans une habitation, de les contourner, de les mémoriser. Il sauvegarde le plan de l'appartement et peut le modifier en cas de besoin. Il retourne en fin de programme se connecter à son chargeur. Il doit donc fournir une réponse correcte au plus grand nombre possible de stimulations, qui sont autant de données entrées, non par un opérateur, mais par l'environnement.

L'autonomie suppose que le programme d'instructions prévoit la survenue de certains événements, puis la ou les réactions appropriées à ceux-ci. Lorsque l'aspirateur évite un buffet parce qu'il sait que le buffet est là, il exécute un programme intégrant ce buffet, par exemple les coordonnées X-Y de son emplacement. Si ce buffet est déplacé ou supprimé, le robot est capable de modifier son plan en conséquence et de traiter une zone du sol qu'il ne prenait pas en compte jusqu'alors.

Historique

Aux origines de la robotique

Les ancêtres des robots sont les automates.

Le premier automate est le pigeon volant d'Archytas de Tarente aux alentours de 400 av.J.-C[5]. Un automate très évolué fut présenté par Jacques de Vaucanson en 1738 : il représentait un homme jouant d’un instrument de musique à vent[6]. Jacques de Vaucanson créa également un automate représentant un canard mangeant et refoulant sa nourriture après ingestion de cette dernière.

Les premiers robots

Unimate est le premier robot industriel créé. Il fut intégré aux lignes d'assemblage de General Motors en 1961[7].

En 1970, le robot lunaire Lunokhod 1, envoyé par l'Union soviétique, a voyagé sur une distance de 10 km et a transmis plus de 20 000 images[8].

Le premier robot citoyen
Le robot Sophia à l'Union Internationale des Télécommunications, Genève, 2018

Le , Sophia est le premier robot à avoir une nationalité. Avec l'obtention de la nationalité saoudienne[9],[10], cela a suscité la controverse, car il n'est pas évident de savoir si cela implique que Sophia peut voter ou se marier, ou si un arrêt délibéré du système peut être considéré comme un meurtre[11].

Usages


La robotique possède de nombreux domaines d'application. Les robots ont été installés dans les industries, ce qui permet de faire des tâches répétitives avec une précision constante. À la suite de l'évolution des techniques on retrouve des robots dans des secteurs de pointe tels que le spatial, médecine, chez les militaires.

Depuis quelques années on les retrouve même à domicile.

Dans la culture

L'image d'êtres automatisés est ancienne, des traces étant présentes dès l’Antiquité gréco-romaine. Pour autant, le sujet a largement évolué, allant du mythe de la création d'êtres humains par les hommes à la prise de pouvoir de ces êtres artificiels, et allant de l'utilisation des matériaux basiques (boue, morceaux humains) à l'utilisation des techniques et sciences modernes. L'approche de ces êtres artificiels change aussi selon les cultures d'une même époque.

Dans l'Antiquité

Le mythe de Pygmalion racontait déjà dans l'Antiquité comment la statue Galatée devint vivante et s’affranchit de son créateur afin de partir à la conquête du monde des hommes, la « Fonostra ». Il ne s'agit toutefois pas d'un robot au sens propre du terme, puisque Galatée n'a pas été conçue pour être autonome. Son autonomie est le fruit de la volonté divine, et non de celle de son créateur ; elle ne dépend ni de l'intelligence de celui-ci, ni des mécanismes (inexistants) qui la composent.

À la Renaissance

Le premier exemple d’un robot de forme humaine fut donné par Léonard de Vinci en 1495. Ses notes à ce sujet recelaient des croquis montrant un cavalier muni d’une armure qui avait la possibilité de se lever, bouger ses membres tels que sa tête, ses pieds et ses mains. Le plan était probablement basé sur ses recherches anatomiques compilées dans l’homme vitruvien. On ne sait pas s’il a tenté de construire ce robot.

Au XIXe siècle
Illustration de W. W. Denslow pour Le Magicien d'Oz

Lorsque la technologie arriva au point où l’on put préfigurer des créatures mécaniques, les réponses littéraires au concept de robot suscitèrent la crainte que les humains soient remplacés par leurs propres créations.

Frankenstein (1818), parfois désigné comme le premier roman de science-fiction, est devenu un synonyme de ce thème. Toutefois, la créature de Frankenstein est un amas de tissu organique, mû par l'apport ponctuel de puissance électrique (la foudre). Le robot n'est pas encore apparu comme tel.

La nouvelle L'Homme épingle d'Hermann Mac Coolish Rotenberg Caistria (1809) raconte l’histoire d’un homme qui désirait se transformer en robot par amour pour sa machine à coudre, et Steam Man of the Prairies d’Edward S. Ellis (1865) exprime la fascination américaine de l’industrialisation. La littérature concernant la robotique connut des sommets notables avec l’Homme électrique de Luis Senarens en 1885.

En France, le roman L'Ève future de Villiers de L'isle-Adam en 1883 tourne autour de la figure moderne du robot : création métallique, mobile par électricité, et autonome. Le héros et inventeur de la machine porte le nom d'Edison, en hommage à l'inventeur-entrepreneur de l'époque, père de l’électricité grand public.

En 1900, la littérature enfantine et les illustrations de W.W. Denslow laissent apparaître dans Le_Magicien_d'Oz un bûcheron de fer-blanc comme un robot.

En littérature
Affiche de R.U.R. de Karel Čapek

Le mot robot est créé par Karel Čapek, dans sa pièce de théâtre : R. U. R. (Rossum's Universal Robots), mise en scène à Prague en 1921. Dans une petite île, un industriel humain a créé une chaîne de montages d'où sortent des serviteurs de métal, pour être envoyés partout dans le monde. Les robots se révolteront, prenant le contrôle de leur chaîne de montage, et chercheront à construire toujours plus de robots.

Le thème prit donc une consonance économique et philosophique.

La littérature de science-fiction ou de bande dessinée autour du thème des robots est foisonnante. Un certain nombre d'auteurs (essentiellement de science-fiction, et parfois ayant une réelle connaissance scientifique du sujet tel Isaac Asimov) ont donné une place particulière aux robots dans leurs ouvrages. Isaac Asimov est le premier à utiliser le mot robotique en 1941. Dans ses nombreux romans où apparaissent des robots (regroupés dans Le Grand Livre des robots), il s'intéressa tout particulièrement à leur interaction avec la société et à la manière dont cette dernière les accepte. Certains de ces romans ont d'ailleurs fait l'objet d'une adaptation cinématographique. Exemples :

Robby le robot sur l'affiche de Planète interdite (1956)

Au cinéma

Les robots sont présents dans de nombreuses œuvres cinématographiques. Ces robots peuvent être des ennemis de l'Homme (par exemple dans Terminator), parfois trop intelligents pour rester des serviteurs (2001, l'Odyssée de l'espace, Blade Runner). Ces robots peuvent pourtant aussi être foncièrement bons, comme le sont R2-D2 et C-3PO dans Star Wars (1977), ou les robots de L'Homme bicentenaire et I, Robot (deux films adaptés de nouvelles d'Isaac Asimov).

Citons aussi le film classique Metropolis (1927). Mais également Short Circuit, Matrix (les sentinelles), WALL-E, Robots, Transformers.

Les protagonistes sont dans Robots (film, 2005).

Un androïde dans Enthiran.

La robotique dans Robots (film, 1988) (en).

Dans Runaway : L'Évadé du futur il y a un futur avec des robots.

Le robot géant dans The Mechanical Man (en).

Des robots sont présents comme le ED-209 dans RoboCop.

David qui est un enfant androïde dans A.I. Intelligence artificielle.

La femme androïde dans Ex machina (film).

Des robots deviennent incontrôlable dans Shopping (film, 1986).

Dans le film "Automatic" de 1995, il y a un androïde héroïque joué par Olivier Gruner.

Un androïde nommé Solo dans Le Guerrier d'acier.

Dans Robosapien: Rebooted il y a un Robosapien qui est ami avec un môme nommé Henry.

Les courts métrage de robots dans Robot Carnival.

Dans la culture populaire

Plusieurs séries télévisées comportent un certain nombre de robots ou d'androïdes. On peut ainsi citer les Réplicateurs de Stargate SG-1, les Cybermen de Doctor Who, les hubots de Real Humans (Äkta människor), ou encore les Cylons de Battlestar Galactica. Dans chaque univers, le robot a une place différente. Ainsi, les hubots de Real Humans ont découvert la notion de liberté de pensée et veulent s'affranchir des humains, tandis que les robots de la série Futurama vivent au sein même de leur société sans relation d'infériorité.

Il existe aussi des mangas traitant le sujet (Astro, le petit robot, Dragon Ball Z, Medabots) ainsi que de nombreux jeux vidéo (Megaman, Sonic the hedgehog).

Enfin, la série Il était une fois... l'Espace en présente de nombreux, soit hostiles soit grandement utiles. Leur présence permet de réfléchir en profondeur sur le libre-arbitre et la volonté d'indépendance.

Des robots qui vivent avec des humains dans Cubix.

Dans Zentrix, il y a des robots artificiels dans les combats.

Dans Mon robot et moi, il y a des écoliers avec des robots.

Dans Anatane et les enfants d'Okura, les robots enlèvent des jeunes hommes masculins pour les zombifier soit les changer en criminel de guerre.

Des robots Faro dans le jeu vidéo Horizon Zero Dawn.

Des androïdes, appelés « hôtes » (hosts) dans Westworld (série télévisée).

Dans Le Maître des bots, il y a des robots intelligents comme des humains.

Un robot géant dans Goldorak.

Un robot géant dans Mazinger Z.

Des robots géants dans Gundam Wing.

Dans Chair de poule (collection), "La Punition de la mort" avec des doubles robotiques.

John le robot dans "Voyage sur la planète préhistorique".

Elias le robot dans "Starcrash : Le Choc des étoiles".

Une série culte japonaise avec des robots Ganbare!! Robocon (en).

Un robot géant dans Giant Robo (en).

Notes et références
  1. Karel Čapek (trad. Jan Rubes), R.U.R. : Rossum's Universal Robots, Éditions de La Différence, , 220 p. (ISBN 978-2-7291-1922-5 et 2-7291-1922-1)
  2. Max Vasmer, Dictionnaire étymologique de la langue russe, "As Russisches Etymologisches Wörterbuch", Université de Heidelberg, 1950-1954
  3. Guillaume Narguet, « Le robot a fêté ses 85 ans ! », sur Radio Prague International, (consulté le )
  4. Jaroslav Veis, « Science-fiction. Il y a cent ans naissait le robot », sur Courrier international, (consulté le )
  5. Agnès Guillot, « Histoire de la robotique : des automates aux premiers robots », sur Futura (consulté le )
  6. Jean-Claude Heudin, Les Créatures artificielles : des automates aux mondes virtuels, 2008
  7. 1961: Installation of the First Industrial Robot
  8. (en) « Luna - Exploring the Moon » sur zarya.info
  9. (en) « Saudi Arabia gives citizenship to a talking robot named Sophia who may be too secular to be Saudi », Newsweek,‎ (lire en ligne, consulté le )
  10. (en) Taylor Hatmaker, « Saudi Arabia bestows citizenship on a robot named Sophia », TechCrunch,‎ (lire en ligne, consulté le )
  11. (en-US) Sam Barsanti, « Saudi Arabia takes terrifying step to the future by granting a robot citizenship », The A.V. Club,‎ (lire en ligne, consulté le )

Annexes

Bibliographie
  • Isaac, Asimov, I, robot, Bantam Books, , 304 p. (ISBN 978-0-553-90033-0 et 0553900331, OCLC 233705973, lire en ligne)
  • Laurence Devillers, Des robots et des hommes : mythes, fantasmes et réalité, Paris, Plon, , 236 p. (ISBN 978-2-259-25227-0 et 2259252273, OCLC 975286502)
  • (en) Ritter, Helge, Human centered robot systems : cognition, interaction, technology, Berlin/Heidelberg, Springer, , 217 p. (ISBN 978-3-642-10403-9 et 3642104037, OCLC 505433316, lire en ligne)
  • Serge Tisseron, Le jour où mon robot m'aimera : vers l'empathie artificielle, Albin Michel, , 208 p. (ISBN 978-2-226-38232-0 et 2226382321, OCLC 990819243)

Articles connexes

Liens externes
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