Il faut voir les robots comme des machines, dont les opérations sont contrôlées par une application informatique. Les composants d’un robot sont classifiés selon deux catégories : le matériel et le logiciel.
Le matériel robotique
Le matériel robotique comprend le corps, les moteurs et les capteurs.
La structure du corps dépend du type de robot ou du champ d’application. Certains robots ont une forme humanoïde, d’autres ne possèdent que des bras ou des jambes, d’autres encore ont des roues. Le corps est principalement couvert de métal, de plastique ou d’un autre matériau (des fibres de carbone, par exemple) qui protège l’intérieur du robot. En matière de protection, chaque gramme est synonyme d’ajustement du moteur et de la consommation d’énergie. C’est donc un élément important à prendre en compte.
Les moteurs font bouger le robot et ses différents éléments. On utilise différents types de moteurs en robotique, notamment les moteurs pas-à-pas bidirectionnels, les moteurs rotatifs, les pompes ou les vibrateurs en disque. Sur les robots complexes, plusieurs moteurs doivent être synchronisés. La synchronisation des moteurs s’opère généralement à petite échelle. Cela signifie que le contrôle des moteurs pour des actions spécifiques est prédéfini (par exemple, faire un pas en avant avec le pied gauche ou soulever le bras droit). Quand le robot réalise des tâches complexes, une séquence de tâches prédéfinies est exécutée dans un ordre établi : le robot va du point A au point B ou saisit un objet et l’emmène dans la zone ciblée.
Les capteurs servent à collecter des données sur l’environnement. Celles-ci sont traitées par ordinateur afin que le robot comprenne ce qui l’entoure et exécute des actions en conséquence. Un grand nombre de capteurs peuvent être intégrés aux robots : des caméras, des micros, des capteurs de pression, des thermomètres, des hygromètres, des capteurs de position, de vitesse, d’emplacement et de contact, pour n’en citer que quelques-uns.
Le robot a besoin d’énergie. Sans énergie, le robot ne peut ni bouger ni penser : on ne fait alors rien de plus qu’exécuter des algorithmes sur un ordinateur. Les robots fonctionnent généralement à l’énergie électrique. Elle provient du réseau électrique câblé, de batteries intégrées ou de panneaux solaires. Les robots peuvent également être alimentés au gaz. La finalité du robot conditionne généralement le choix de l’énergie.
Les logiciels
Les logiciels contrôlent le robot. Sans logiciel, le robot ne fonctionne pas. Très souvent, les paramètres du logiciel du robot sont configurés sur une application mobile ou un appareil de saisie spécial doté, par exemple, de boutons.
Le logiciel est parfois un dispositif programmé intégré non modifiable. Cette méthode est employée sur les robots simples ou plus anciens. Sur les dispositifs plus perfectionnés, des mises à jour et des améliorations logicielles peuvent être apportées à distance à partir d’Internet. Il est possible que le propriétaire ne remarque même pas la mise à niveau du robot. Grâce aux mises à jour et aux améliorations logicielles à distance, les développeurs du robot peuvent incorporer de nouvelles fonctionnalités, parfaire des fonctionnalités ou corriger des erreurs potentielles. Enfin, un troisième type de logiciel permet d’apporter des modifications aussi bien mineures que majeures et même de développer un logiciel à partir de rien dans le cas des robots multifonctions – comme évoqué précédemment.
La robotique et l’IA
L’IA est en train de devenir une technologie logicielle courante. Nul doute qu’elle jouera un rôle important dans le futur de la robotique. Les champs d’application possibles de la robotique sont si variés que les méthodes d’IA pourraient différer d’un robot à l’autre.
La vision par ordinateur grâce à l’IA a déjà prouvé son efficacité dans de nombreux domaines. Les robots dotés de caméras sont susceptibles d’avoir recours à l’intelligence artificielle pour analyser des images et des vidéos en vue, par exemple, de détecter des objets sur des images, de mesurer des distances, de reconnaître des objets et des personnes et d’anticiper leurs mouvements, de détecter des dangers ou encore d’améliorer la qualité de l’image d’une caméra.
Le traitement de l’audio et de la parole constitue un autre domaine bien exploité par l’IA. Si un robot est équipé de micros, le son et la parole dans un environnement donné peuvent être enregistrés et analysés grâce aux algorithmes de l’IA. En fonction du domaine d’application, les tâches répertoriées incluent la détection de la voix, la reconnaissance automatique de la parole, la reconnaissance de sons et d’événements ou la mesure d’un rapport signal sur bruit. Les robots dotés d’enceintes emploient des technologies de synthèse vocale dans le but de fournir des informations à leurs utilisateurs. Leur voix se rapproche de celle d’un être humain.
Les robots, en particulier les robots sociaux, disposent d’une caméra, d’un micro et d’enceintes qui leur permettent de comprendre leur environnement. Les robots sont capables de communiquer avec les humains en employant des algorithmes perfectionnés de traitement du langage naturel et des technologies de synthèse vocale, si bien qu’ils semblent parfois dotés d’une intelligence générale. Certains robots exécutent ces algorithmes d’IA perfectionnés dans le cloud, car ils requièrent une puissance de calcul informatique énorme.
Les robots qui collectent des données à partir de capteurs (capteurs de distance, force, courant, tension, température, humidité ou même les caméras et micros) utilisent des algorithmes d’IA en vue de détecter les premiers signes de pannes futures. Les robots peuvent alors suspendre leur activité pour éviter des pannes ou indiquer qu’un entretien doit être effectué avant que des problèmes plus importants ne surviennent (on parle à ce sujet de « maintenance prédictive »). Ces deux approches sont essentielles dans l’industrie et l’agriculture afin d’éviter de produire des marchandises et les produits défectueux ou de limiter la période d’indisponibilité d’un équipement.
Les algorithmes d’IA permettent également d’optimiser le mouvement et la stabilité des robots pour améliorer leur adaptabilité à l’environnement où ils évoluent et aux objets avec lesquels ils interagissent. Cette opération peut parfois être effectuée dans un environnement de simulation, avant même la mise en place du robot. Suite à cela, le logiciel créé dans l’environnement simulé est ajusté au monde réel.
Voilà donc quelques dispositifs courants qui combinent robotique et IA. Les options disponibles sont cependant bien plus nombreuses. Étant donné la nouveauté de ces deux technologies, d’autres innovations intelligentes prometteuses seront très certainement inventées à l’avenir.
