Le principe d'un robot

Un robot est une machine capable d'effectuer automatiquement des actions physiques en suivant un programme. Il peut être entièrement commandé par un programme, recevoir des instructions d'un opérateur ou adapter certaines de ses actions à partir des informations recueillies dans son environnement.

Un robot associe donc généralement une partie mécanique, une partie électronique et un programme informatique. L'ensemble permet de percevoir une situation, de la traiter puis d'agir.

Les capteurs

Les capteurs permettent au robot de recueillir des informations sur son environnement ou sur son propre état. Ils peuvent mesurer une distance, une température, une luminosité, une pression, une vitesse ou une position.

Par exemple, un robot mobile équipé d'un capteur de distance peut détecter un obstacle placé devant lui. Il peut alors transmettre cette information à son système de traitement.

Le traitement des informations

Une unité de traitement reçoit les informations des capteurs et exécute le programme du robot. Elle détermine les actions à effectuer en fonction des informations reçues et des instructions prévues.

Un robot qui détecte un obstacle peut ainsi analyser sa position, comparer la distance mesurée avec une valeur définie dans son programme et décider de s'arrêter ou de modifier sa trajectoire.

Les actionneurs

Les actionneurs transforment les instructions du système de traitement en actions physiques. Il peut s'agir de moteurs, de vérins, de pinces ou d'autres mécanismes permettant de produire un mouvement.

Un moteur peut par exemple faire tourner une roue, tandis qu'un autre peut déplacer un bras robotique. Une pince peut ensuite saisir un objet en fonction des instructions reçues.

Le programme du robot

Le programme définit la manière dont le robot doit réagir aux informations qu'il reçoit. Il peut contenir des variables, des conditions, des boucles, des fonctions et des algorithmes comme tout autre programme informatique.

Un robot simple peut suivre des règles entièrement prévues à l'avance. Un robot équipé de capteurs peut au contraire modifier son comportement selon la situation détectée.

L'autonomie et l'intelligence artificielle

Un robot n'est pas nécessairement autonome. Certains robots exécutent uniquement des mouvements programmés à l'avance et ne prennent aucune décision en dehors de ces instructions.

D'autres peuvent analyser leur environnement grâce à leurs capteurs et choisir automatiquement certaines actions. Des techniques d'intelligence artificielle, notamment le machine learning, peuvent également être utilisées lorsque le robot doit reconnaître des objets, interpréter des informations ou adapter son comportement.

Les domaines d'utilisation

• Industrie : assemblage, soudage, peinture, fabrication et contrôle de produits.
• Médecine : assistance lors de certaines interventions et manipulation précise d'instruments.
• Agriculture : surveillance des cultures, désherbage, récolte ou déplacement de matériel.
• Exploration : étude de milieux difficiles ou dangereux, notamment sous l'eau ou dans l'espace.
• Logistique : déplacement, tri et stockage automatique de marchandises.
• Assistance : aide au déplacement, à la manipulation d'objets ou à certaines tâches quotidiennes.

Les avantages et les limites

Les robots sont particulièrement adaptés aux tâches répétitives, précises, dangereuses ou difficiles d'accès. Ils peuvent effectuer les mêmes opérations pendant de longues périodes avec une grande régularité.

Leurs performances dépendent cependant de la qualité de leurs capteurs, de leurs actionneurs, de leur système de traitement et de leur programme. Un robot ne peut généralement pas agir correctement dans une situation qu'il n'est pas conçu pour détecter ou traiter.

La robotique associe ainsi perception, traitement et action : les capteurs recueillent les informations, le système informatique les analyse et les actionneurs permettent au robot d'agir sur son environnement.