Les secteurs clés de la robotique

Nous sommes entourés par les robots. Seuls certains robots nous ressemblent et nombreux sont ceux qui sont bien loin de l’image que l’on se fait d’un robot. Nous avons affaire à des robots tous les jours sans nous en rendre compte. Dans cette partie, nous allons vous présenter différents secteurs où les robots se révèlent d’une grande utilité. Les robots sont employés dans bien d’autres domaines, mais nous estimons que les exemples suivants vous aideront à saisir le potentiel et les promesses de la robotique.

La robotique grand public et les robots domestiques

La vision des années 1980 est devenue réalité. Nous avons désormais des robots domestiques dans nos maisons : robots laveurs de sol, aspirateurs, laveurs de vitres, nettoyeurs de piscines, tondeuses, etc. Ces robots sont créés pour nous faciliter la vie en se chargeant de nos corvées domestiques à notre place. Certains robots humanoïdes font également partie de cette catégorie. Ces derniers ne sont en effet pas uniquement utilisés dans le domaine du divertissement et travaillent également dans la maison à notre place. Voici quelques exemples de robots domestiques.

Ubtech Lynx

Ubtech Lynx est l’un des robots humanoïdes les plus célèbres. Il est équipé d’Alexa. Alexa est un assistant personnel virtuel vocal créé par l’entreprise Amazon. Alexa permet de contrôler des appareils connectés grâce au langage naturel. Vous pouvez également bavarder avec ce robot et discuter de la météo, de l’actualité ou de recettes de cuisine. Ubtech Lynx est un robot humanoïde doté d’un système intégré d’assistance vocale. Ce robot utilise la reconnaissance faciale pour identifier les personnes et les appeler par leur nom. Il vous donne des consignes pour la pratique du yoga et d’autres activités sportives. Il gère également votre agenda et vous alerte lorsque vous devez prendre part à une réunion professionnelle ou répondre à des courriels importants.

Les robots nettoyeurs de piscine

Les propriétaires de piscines savent que leur nettoyage prend beaucoup de temps. Elles sont généralement situées à l’extérieur et exposées aux intempéries. Différents appareils manuels peu onéreux – des brosses pour les citer – permettent de nettoyer les piscines. Un nettoyeur automatique peut néanmoins parfois représenter une solution moins fatigante. Grâce à son châssis à chenilles, le nettoyeur robotique se déplace sur les parois et au fond de l’eau afin de laver la piscine en se servant de capteurs et de brosses.

Exemple

Les aspirateurs robots

Les aspirateurs robots sont équipés de capteurs, de lasers, d’une connexion à Internet et d’ordinateurs intégrés. De nos jours, les aspirateurs robots sont des machines autonomes. Ils n’ont généralement besoin d’aucune supervision ou instruction humaine pour nettoyer la maison. Ils se chargent de façon autonome quand la batterie est vide. Un aspirateur robot connecté explore votre maison et crée automatiquement un plan au sol dans son ordinateur intégré. Il se souviendra alors des différentes parties de la maison qu’il a nettoyées. En comparaison avec les aspirateurs traditionnels, les robots offrent plusieurs avantages : ils travaillent automatiquement, peuvent passer sous les meubles et sont plus faciles à ranger. Ils sont le symbole d’un style de vie branché et intelligent. Le prix des aspirateurs robots est comparable à celui des aspirateurs de milieu de gamme (à partir de 200 EUR environ).

La robotique sociale

Les robots sociaux sont conçus pour communiquer avec nous et nous divertir. Ils ressemblent à des humains, soit en partie soit entièrement : ils sont donc pour la plupart humanoïdes. Certains robots sociaux sont très simples, constitués d’un seul contrôleur doté d’yeux et d’une bouche qui imitent un visage humain. Le corps, les gestes et les expressions des humanoïdes sociaux perfectionnés sont semblables à ceux des êtres humains. Les humanoïdes sont aussi capables, dans une certaine mesure, de reconnaître et d’analyser des comportements sociaux humains et d’y répondre en conséquence en se servant de la vision par ordinateur, de la reconnaissance automatique de la parole, de la synthèse vocale et du traitement automatique du langage naturel. Les robots sociaux sont parfois recouverts d’un revêtement élastique semblable à la peau humaine ou d’une couche de plastique. Sous leur surface se cachent de nombreux éléments, notamment des servomoteurs responsables des mouvements des différentes parties du robot, comme nous l’avons déjà évoqué.

Gardez à l’esprit que tous les robots sociaux – même ceux qui ressemblent aux êtres humains, autant du point de vue de l’apparence que du comportement – sont toujours à l’heure actuelle à des années-lumière de l’intelligence artificielle générale (IAG). Une machine dotée d’algorithmes complexes et perfectionnée relève de l’IAG si elle est capable

• d’agir comme si elle était dotée d’une intelligence naturelle,

• de prendre des décisions en fonction de son environnement,

• de s’adapter à nouvel environnement.

L’intelligence, la capacité de réflexion et les sentiments dont les robots sont dotés dans les films de science-fiction ne sont pas d’actualité. Dans l’état actuel de la technologie, il est impossible de créer ce niveau d’intelligence – même si certains des robots récents paraissent parfois très intelligents.

La santé (les robots médicaux)

Les robots aidants

Les robots sont présents dans les hôpitaux. Ils assistent les établissements de santé de diverses façons. Dans certains hôpitaux modernes, on trouve des robots humanoïdes. Ce sont la plupart du temps des robots sociaux, mais ils réalisent parfois des tâches répétitives généralement confiées au personnel soignant. D’autres types de robots participent aux opérations de chirurgie. Ils aident les docteurs à atteindre un niveau de précision extrêmement élevé.

Dans des situations d’urgence, des robots infirmiers sont en mesure de protéger les humains des virus et des infections. Au besoin, ils peuvent également servir à renforcer les effectifs, par exemple, lors d’une pandémie. Les robots sont capables de nettoyer des chambres, des services et des hôpitaux entiers où des patients contaminés sont en convalescence. C’est un élément essentiel, car le personnel infirmier peut dès lors se concentrer sur les tâches les plus importantes, en lien direct avec les patients. Les robots sont également susceptibles de filtrer les patients atteints d’une infection en dirigeant ceux qui ont des symptômes viraux vers une zone distincte où les docteurs pourront les ausculter en toute sécurité.

Les robots chirurgiens

Les robots chirurgiens sont apparus au milieu des années 1980. On les emploie lors d’opérations de chirurgie cardiaque, gynécologique, urologique ou thoracique qui requièrent des technologies très peu invasives. De petites incisions sont effectuées sur le corps des patients par l’intermédiaire desquelles les interventions chirurgicales sont réalisées. Grâce à l’aide des robots, il est possible d’opérer à partir de ces petites incisions avec une très haute précision et ainsi de réduire le risque d’infection. Ces méthodes sont également moins fatigantes pour les médecins qui peuvent dès lors s’asseoir : ils n’ont plus besoin de se tenir en position debout aux côtés des patients pendant toute la procédure.

Ces robots médicaux ne sont pas humanoïdes. Ils ressemblent davantage aux robots industriels. Les robots chirurgiens possèdent un corps mécanique équipé de bras robotiques contrôlés par les médecins. Ces bras robotiques sont dotés d’endoscopes (de longs tubes, fins et flexibles, sur lesquels se trouvent une caméra et une source de lumière) grâce auxquels le/la chirurgien(ne) obtient des images en haute définition sur une console.

La structure de la machine présente néanmoins des inconvénients. Au premier rang desquels, leur prix. Les normes de qualité de ces robots sont très élevées – ils coûtent donc très cher. En outre, les médecins ne touchent plus le patient. C’est le robot qui est en contact physique avec le corps. Le/la médecin perd donc ce ressenti tactile. La plupart du temps, des infirmiers se tiennent près des patients lors de l’opération. Ils supervisent le/la patient(e) et le robot. Les « acteurs principaux », les chirurgiens, contrôlent la machine d’un peu plus loin. Les médecins doivent donc apprendre à se servir de ces machines, et ce même s’ils connaissaient déjà une procédure chirurgicale spécifique.

Les prothèses robotiques

Les prothèses robotiques fonctionnent sur la base d’une intégration entre l’homme et la machine très perfectionnée. Cette interaction se produit principalement par l’intermédiaire de petits mouvements musculaires. En fonction de la technologie, ces mouvements musculaires sont détectés par des capteurs électriques ou des capteurs de contact (invasifs ou non). La prothèse bouge en conséquence. La « traduction » du signal musculaire en mouvement robotique de la jambe ou du bras se fait grâce à des méthodes avancées de traitement des signaux et d’IA. Le « cerveau » (l’ordinateur intégré) de ces prothèses robotiques doit être petit, léger et peu gourmand en énergie. Ces prothèses doivent en effet pouvoir être portées confortablement pendant de longues périodes. Cela limite de fait la complexité des technologies employées.

Les véhicules autonomes

Les véhicules robots autonomes conduisent sans interaction humaine. Les recherches actuelles se concentrent principalement sur les voitures autonomes. Lors de la conduite, l’ordinateur de bord analyse l’environnement en fonction des données reçues à partir des nombreux capteurs du véhicule grâce à des méthodes avancées d’IA. Le processus de développement des voitures autonomes a commencé dans les années 1990.

La Society of Automotive Engineers (« société des ingénieurs automobiles ») américaine (SAE) définit différents niveaux d’automatisation des véhicules :

• Niveau 0 : ici pas question de voiture du futur, on parle bien des voitures actuelles ! Le niveau 0 signifie que l’automatisation du véhicule se limite à des alertes ou une assistance instantanée en cas de besoin. Ces fonctionnalités incluent le freinage d’urgence, les détecteurs d’angles morts et les alertes de franchissement involontaire de ligne.

• Niveau 1 : la voiture est contrôlée par les conducteurs. Ils bénéficient d’un accompagnement automatisé – une aide à la direction et à l’accélération. Songez, par exemple, aux radars de régulation de distance ou aux assistants de maintien de trajectoire. Les radars de régulation de distance permettent aux conducteurs de configurer la vitesse du véhicule. Elle s’ajuste ensuite automatiquement, au besoin, afin de maintenir une distance de sécurité suffisante avec les autres voitures. Les assistants de maintien de trajectoire recentrent la voiture au milieu de la voie. Ils se déclenchent quand le véhicule quitte la voie sans qu’un feu clignotant n’ait été déclenché. Au niveau 1, une seule fonctionnalité est automatisée.

• Niveau 2 : ce niveau est très proche du niveau 1. Les voitures de cette catégorie disposent non pas d’une, mais de plusieurs des fonctionnalités déjà mentionnées. On pourrait croire que certains dispositifs correspondent à un niveau plus élevé d’automatisation, mais à l’heure où nous écrivons (début 2021), on trouve déjà de telles voitures sur les routes. De nombreuses entreprises disposent d’excellents outils de niveau 2 : l’Autopilot de Tesla, le Drive Pilot de Mercedes-Benz, le ProPilot Assist 2 de Nissan ou encore l’outil spécialisé de Volvo.

• Niveau 3 : à ce niveau, la direction, l’accélération et le freinage sont contrôlés par le système automatisé du véhicule. Le système de conduite de la voiture surveille l’environnement et réagit en conséquence. Les conducteurs doivent avoir un œil sur la route et se tenir prêts à reprendre le contrôle du véhicule si nécessaire. Ces fonctionnalités ne peuvent être utilisées que si l’algorithme de l’IA considère que la prise charge des commandes ne présente aucun danger. Le niveau 3 d’automatisation pourrait servir dans certaines situations types, par exemple, pour permettre à l’IA de conduire la voiture dans des conditions de circulation lentes. Cela permettrait de limiter l’état de stress cognitif des conducteurs coincés dans les bouchons, en les aidant à rester décontractés. Nous ne sommes plus très éloignés des véhicules de niveau 3. Il est d’ailleurs possible que vous conduisiez une telle voiture au moment où vous lisez ces lignes.

• Niveau 4 : le processus de conduite est pris en charge dans son intégralité par le système de la voiture. Le système est en mesure d’analyser des situations plus complexes – comme l’apparition soudaine d’objets sur la route – puis de faire face à ces situations. Les conducteurs peuvent se détendre, écrire un courriel, lire un livre... en particulier sur l’autoroute. Au niveau 4, les conducteurs ont encore la possibilité de prendre le contrôle du véhicule s’ils le souhaitent. La voiture de test Waymo (page en anglais), par exemple, entre dans cette catégorie.

• Niveau 5 : c’est le dernier niveau de la conduite autonome. La voiture est capable de conduire seule, sans aucune intervention humaine. Le niveau d’automatisation est maximum. Il n’y a plus de volant, de pédales ou de freins. Le véhicule sait prendre les décisions les plus avisées et les plus sûres dans n’importe quelles conditions. Il reconnaît les panneaux de signalisation, détecte les piétons, prédit le comportement des autres véhicules sur la route, évite les collisions et les situations dangereuses en toutes circonstances, même les plus extrêmes.

En bref, aux niveaux 0, 1 et 2, les humains doivent rester alertes pour surveiller l’environnement et contrôler le véhicule. Le système de conduite autonome du véhicule offre un accompagnement automatisé, mais une supervision humaine constante reste nécessaire. Les niveaux 3, 4 et 5 représentent une nouvelle ère pour l’automatisation. C’est une réelle révolution pour la robotique qui aura des effets significatifs sur la société. Au niveau 4, les conducteurs doivent pouvoir intervenir si nécessaire, mais le véhicule conduit de façon autonome. Le niveau 4 représente un changement majeur dans le développement de l’automation : le véhicule n’a plus besoin de conducteur/trice. La date d’arrivée sur les routes des véhicules de ce niveau approche à grands pas !

Les robots industriels

Les robots industriels travaillent principalement dans le secteur de la production. Ils travaillent vingt-quatre heures sur vingt-quatre, sept jours sur sept, et exécutent des opérations programmées, généralement séquencées, récurrentes et monotones. Les robots industriels sont composés de deux parties : le corps qui sert d’unité de contrôle, et le ou les bras qui réalisent des opérations très précises. Les robots industriels sont contrôlés par des humains ou des ordinateurs. L’unité de contrôle donne des instructions au bras en fonction des commandes des opérateurs ou d’une application informatique. Le bras du robot, ou bras manipulateur, peut délivrer une puissance phénoménale. On peut également équiper les robots industriels de capteurs afin que leur état et les paramètres environnementaux soient surveillés. En fonction de ces valeurs, des pannes peuvent être détectées en amont et l’entretien programmé avant que le robot cesse de fonctionner. Les robots industriels ont un rôle essentiel dans notre société puisqu’ils produisent la plupart de nos appareils électroniques.

Il existe différents types de robots industriels. Ils peuvent être classifiés en fonction de leur apparence ou de leur utilisation :

Les robots articulés sont souvent utilisés dans la production. Ce sont généralement des bras robotiques composés de plusieurs axes et d’articulations rotatives. Reliés par des articulations, ces axes forment une chaîne tout au long du bras robotique. Le corps du robot, dans ce cas, est fixé au sol, à un mur ou au plafond. La première articulation fait généralement partie de la base. Puis, en fonction de la finalité du robot, d’autres articulations s’y rattachent.

Les robots à six axes sont capables d’exécuter une grande variété de mouvements. Ils sont utilisés dans l’industrie pour réaliser des tâches variées. Ces robots peuvent pivoter sur six axes différents. Le premier axe, situé à la base du robot, lui permet par exemple de tourner de gauche à droite. Le deuxième axe, situé au-dessus du premier, permet au robot d’aller d’avant en arrière. Le troisième axe lui permet de contourner le corps, tandis que les quatrième et cinquième axes permettent de réaliser des mouvements plus fins à l’extrémité du bras. Le sixième axe forme le poignet du robot. Il peut pivoter à 360 degrés dans les deux directions.

Les robots de type SCARA (acronyme anglais de Selective Compliance Articulated Robot Arm, « bras robotique articulé à conformité sélective ») sont principalement employés pour de petites opérations de manutention. Ils possèdent divers degrés de flexibilité, la plupart du temps sur un même plan. Les robots SCARA fonctionnent généralement avec trois axes, mais certains sont dotés de quatre voire six axes. Ils travaillent très rapidement et leurs accélérations sont impressionnantes. Une fois son mouvement achevé, le robot s’arrête à un endroit précis pour ramasser et déplacer les objets. Un bras robotique de ce type est capable de ramasser et de déplacer environ 120 éléments par minute – ce chiffre peut cependant varier d’une situation type à une autre.

Les robots Delta ou à liaison parallèle – parfois surnommés robots-araignées en raison de leur apparence – sont dotés de trois bras qui travaillent en parallèle sous le corps du robot. Le corps du robot est placé au-dessus du poste de travail. Comme les robots SCARA, les robots Delta sont utilisés pour les opérations de manutention.

Les robots cartésiens ou robots linéaires sont équipés de bras rectangulaires qui se déplacent en ligne droite le long des trois axes du système de coordonnées cartésiennes. Le bras manipulateur est placé sur un système surélevé afin de déplacer le robot le long des axes sur un espace de travail étendu (on parle également « d’enveloppe de travail »). Ce robot est utilisé dans la manutention. Il peut soulever des éléments lourds et encombrants comme des boîtes remplies de pièces en métal. Il est facile à paramétrer et peut être configuré avec précision pour réaliser de nombreuses tâches.

Les robots cylindriques sont dotés d’un axe rotatif à leur base. Un deuxième moteur définit la hauteur du bras. La portée du bras est contrôlée par un troisième moteur. Les robots cylindriques sont généralement compacts et donc utilisés pour l’application de revêtements, la surveillance et la supervision, la soudure par point et l’assemblage.

Les robots polaires sont également appelés robots sphériques. La base du robot est au centre d’une « sphère ». Le bras est capable d’atteindre n’importe quelle coordonnée « polaire ». Il pivote le long de deux axes et s’étend. Les robots polaires sont notamment utilisés pour le moulage par injection ou la soudure.

Les robots collaboratifs (cobots) sont destinés au travail entre humains et machines. Les robots collaboratifs comblent le fossé entre humains et robots : ils peuvent collaborer en toute sécurité dans le même espace de travail. Le concept de cobot a été inventé par J. Edward Colgate et Michael Peshkin en 1996. C’est « un appareil ou une méthode d’interaction physique entre une personne et un manipulateur contrôlé par ordinateur ».

Tous ces robots industriels rendent des services inestimables dans les processus de production. Ils peuvent remplacer les humains sur les opérations répétitives, monotones, fatigantes et parfois dangereuses. En outre, leurs performances sont meilleures que celles des humains. Perfection, précision et qualité sont leurs maîtres-mots – et les quantités sont très souvent mesurées automatiquement. Les machines industrielles fonctionnent vingt-quatre heures sur vingt-quatre, sept jours sur sept, la productivité est donc optimale.

Un robot industriel a un coût. L’investissement est réalisé à l’achat, mais il existe également des coûts d’entretien et d’opération. Même en gardant à l’esprit ces trois postes de dépense, il est généralement plus rentable pour une entreprise de production d’avoir recours à des robots qu’à des travailleurs humains sur l’intégralité du processus. En outre, les robots industriels sont capables d’exécuter de nombreuses tâches. On peut donc confier aux humains les domaines où ils sauront créer une plus grande valeur ajoutée pour l’entreprise. L’entreprise a besoin d’employés pour accompagner le processus de production, faire fonctionner et entretenir les machines, superviser les processus et les sous-processus, intervenir lors d’opérations inefficaces, rendre compte des performances et assurer la continuité des opérations.

Les robots agricoles

Les robots industriels qui travaillent dans les champs et dans les fermes sont connus sous le nom de robots agricoles. Ils sont chargés de contribuer à la production de nourriture dans le secteur agricole. Il existe différents types de robots. Les plus répandus sont probablement les robots de récolte. À l’image des robots industriels, leurs homologues agricoles exécutent des tâches répétitives et monotones. Les deux tâches principales confiées aux robots de récolte sont la cueillette et la manutention. D’autres robots agricoles ensemencent, désherbent, taillent, tranchent ou classifient en fonction d’un phénotype particulier. Ces tâches sont bien plus complexes à réaliser qu’il n’y paraît.

Une cueillette basique consiste à explorer la plante à l’aide d’une caméra à la recherche de fruits ou de légumes. Le robot doit également déterminer si le fruit ou légume est assez mûr pour être cueilli. Le bras robotique ne doit pas endommager la plante pendant la cueillette. En outre, les robots doivent être en mesure de s’adapter aux conditions climatiques. Ils doivent aussi être mobiles et capables d’évoluer sur des terrains boueux ou de cueillir soigneusement des fruits ou légumes par temps venteux. Ils résistent aux températures hautes et basses, ainsi qu’aux radiations UV. Certains robots sont équipés de panneaux solaires. Ils fonctionnent donc de façon écoresponsable sans dégager de pollution. La robotique agricole est susceptible de révolutionner ce secteur en contribuant à limiter le gâchis alimentaire dans le monde entier.

Exemple

Les robots de cueillette des légumes

Les robots agricoles (page en anglais) s’appuient sur des technologies de pointe pour cueillir les légumes dans les champs et les serres. Ils utilisent des algorithmes complexes pour contrôler la maturité des légumes avant de les cueillir. Ils déterminent la maturité des légumes à l’aide d’une caméra et d’un système de lampe DEL qui scanne la plante en question. Des algorithmes analysent les couleurs des légumes afin de déterminer s’ils sont mûrs. Ensuite, le robot définit l’emplacement précis du légume sur la plante afin d’établir les mouvements qui lui permettront de réaliser une coupe à l’aide d’une petite lame. Le processus se termine par la mise en panier des légumes. Une même plante produit des légumes de tailles et de formes différentes. Des méthodes technologiques complexes de l’IA sont donc requises, proches de celles des voitures autonomes.

Les robots de désherbage

Différents robots sont commercialisés en vue de désherber de grands espaces. L’intervention humaine se limite à la configuration du programme sur le robot. Celui-ci se charge ensuite automatiquement du désherbage du champ. Les robots de désherbage sont équipés de capteurs GPS qui déterminent l’emplacement exact de la machine et de caméras qui détectent l’emplacement des légumes et des mauvaises herbes. Une fois identifiées, les herbes sont coupées en morceaux. De nos jours, les robots de désherbage sont écoresponsables et fonctionnent entièrement à l’électricité.

Les autres robots agricoles

Ensemencer de grandes étendues est une tâche particulièrement complexe. Les robots agricoles apportent une aide précieuse dans ce processus en remplaçant les efforts manuels. Ces véhicules se déplacent dans un champ et sèment des graines au sol, tout en désherbant si besoin est. Il existe déjà un certain nombre de machines qui peuvent désherber jusqu’à 20 hectares par saison. D’autres types de robots agricoles sont employés pour, par exemple, tondre, vaporiser, peler, laver, trier et empaqueter.

L’agriculture est un secteur où nous avons réellement besoin des robots. Le travail manuel n’a pas le vent en poupe chez les jeunes qui cherchent généralement à décrocher un travail de bureau et souhaitent plus de flexibilité et d’indépendance. Ces aspirations sont peu compatibles avec le travail des champs où la nature dicte les conditions et les travailleurs s’adaptent en conséquence. Les robots agricoles pourraient contribuer à satisfaire la demande de travailleurs des champs. Sans aucun doute, les robots agricoles sont tout aussi nécessaires que les robots industriels.

Les robots militaires

La robotique est l’un des volets de la technologie militaire les plus futuristes. Ces robots sont déployés sur les interventions militaires, aussi bien dans le domaine de la prévention que de l’intervention. Les robots détecteurs de bombes et démineurs (page en anglais) sont des robots de prévention. Ce sont généralement des machines de petite taille, légères et peu gourmandes en énergie. Elles remplacent les humains dans les situations très dangereuses. Elles sont généralement dotées d’une caméra haute définition et d’un bras robotique qui peut être contrôlé par ses utilisateurs avec une très grande précision.

Autre application militaire : les drones. Les drones sont semi-automatisés. Des programmes informatiques contrôlent la machine lors de ses déplacements simples, d’un point A à un point B. Sur les zones de combat, une ou plusieurs personnes reprennent le contrôle du robot.

Les robots de sauvetage

Les robots de sauvetage sauvent des vies dans les situations d’urgence et lors de sinistres. Ils sont employés dans les zones où l’intervention humaine est dangereuse ou impossible : lors de tremblements de terre, d’inondations, d’ouragans et d’incendies. Les robots de sauvetage peuvent se rendre sur des zones d’urgence pour apporter de l’aide aux personnes. Ils indiquent aux équipes de secours l’emplacement exact d’une personne disparue ou piégée. Différents types de robots sont également en mesure d’apporter une aide médicale si la situation l’exige.

Les robots de sauvetage apportent une aide précieuse aux équipes de secours. Ces dernières peuvent ainsi rester à distance des situations les plus dangereuses et s’appuyer sur les robots pour travailler sur des zones étendues. Les robots ne sont pas irremplaçables ; ils résistent aux conditions climatiques extrêmes ; contrairement aux humains, ils ne se blessent pas ; ils n’ont pas besoin de se reposer (seulement d’être rechargés) et leurs performances sont fiables.

Les robots de sauvetage terrestres

Le type de robot (page en anglais) dépend de la situation. Les équipes de secours utilisent de petits robots contrôlés à distance lorsque la zone d’urgence est limitée. Ils s’appuient sur des machines robustes pour explorer des sites sinistrés quand des opérations de déblayages sont nécessaires. Certains robots peuvent même se rendre sur des lieux fortement irradiés pour évaluer le niveau de radiation et nettoyer des débris.

Les robots de sauvetage nautiques

Certains robots peuvent également être utilisés sur des opérations de sauvetage nautique. Le robot est dirigé sur l’eau et peut sauver une personne en train de se noyer en lui offrant une prise et en la ramenant sur la terre ferme. La machine est contrôlée à distance depuis la côte par l’équipe de sauveteurs. Ce processus de sauvetage est susceptible d’être automatisé. Le contrôle humain serait alors remplacé par un ordinateur équipé d’un outil technologique perfectionné d’IA. Dans ce cas, le robot serait équipé de capteurs de détection des obstacles (bateaux, ferries) et des personnes dans l’eau. Ces robots pourraient ainsi automatiquement ralentir en cas de détection tout en évitant les autres objets, et ce sans qu’aucune intervention humaine soit requise.

Les robots de sauvetage aériens

Apporter de l’aide depuis les airs est également envisageable. Les drones peuvent sauver des vies. Différents types de drones sont employés dans les opérations de sauvetage en montagne. Ils apportent également une aide précieuse à l’exploration aérienne en survol de l’eau. Ils explorent entre autres les régions sinistrées et transportent du matériel médical ou des gilets de sauvetage. Les drones sont équipés d’un écran et télécommandés par des humains. Au contraire des avions de sauvetage, les drones se faufilent dans les zones plus délicates (dans les bois ou les canyons) et naviguent près du sol.

Les robots d’exploration

Les robots peuvent également être employés à des fins d’exploration et d’observation, notamment dans le domaine de l’exploration spatiale. On emploie alors des robots plutôt que des humains pour les mêmes raisons que dans le domaine du sauvetage. Contrairement aux humains, ils ne sont pas irremplaçables et sont plus efficaces dans de nombreuses situations – ils tolèrent les conditions météorologiques extrêmes, un haut niveau de radiations et sont en mesure de réaliser des tâches trop dangereuses ou impossibles pour les humains. Les chercheurs travaillent sur des robots destinés à l’observation et sur des humanoïdes qui remplaceront les astronautes à l’avenir.

Les robots d’observation recueillent des quantités énormes de données sous forme de mesures, de photos et de vidéos. Ces robots sont également en mesure de ramener sur Terre des échantillons de roche, de poussières ou d’autres matériaux trouvés dans l’espace. Les robots spatiaux doivent être aussi légers que possible afin de minimiser la quantité d’énergie nécessaire à leur transport dans l’espace. Dans l’espace, la masse n’a pas d’importance en raison de l’apesanteur. De très gros robots peuvent opérer à la surface d’autres planètes en consommant moins d’énergie que sur Terre. Il n’en demeure pas moins que chaque gramme envoyé dans l’espace est très coûteux.

Exemple

I Mars Exploration Rover (MER)

I Mars Exploration Rover (MER) sono probabilmente i più famosi robot spaziali. Il primo, chiamato Sojourner, venne lanciato nel 1997. Ad esso seguirono Spirit e Opportunity nel 2003, i quali dopo sei mesi e 100 milioni di chilometri atterrarono entrambi con successo su Marte. Il quarto MER, chiamato Curiosity, venne lanciato nel 2011 e gli obiettivi che con esso la NASA si prefigge sono:

1. Determinare se c'è mai stata vita su Marte

2. Definire il clima di Marte

3. Definire la geologia di Marte

4. Preparare all'esplorazione umana

(NASA)

Questi robot sono degli straordinari esempi di ingegneria e scienza. Essi devono svolgere moltissime operazioni, tra cui l'atterraggio, la navigazione, l'adattamento all'ambiente, l'attraversamento di terreni difficili e la comunicazione nello spazio. Oltre a dover affrontare molte altre difficoltà, devono anche essere resistenti a temperature estremamente calde e fredde, avere un sistema di guida robusto, un basso consumo di energia ed usare pannelli solari come fonte di energia. Inoltre ogni fallimento ha dei costi enormi. Per fortuna tutti i MER hanno raggiunto gli obiettivi prefissati dalle loro missioni. Spirit ed Opportunity hanno trascorso rispettivamente più di sei e più di 14 "anni terresti" su Marte e Curiosity è ancora in azione al momento in cui questo testo viene redatto (Dicembre 2020).

I micro rover

I micro rover rappresentano un buon esempio di robot leggeri impiegati nell'esplorazione dello spazio. Un micro rover pesa circa due chili ed è grande quanto un libro di media grandezza. Questo piccolo robot è pensato per raccogliere dati geochimici per esplorare la superficie dei pianeti. Il rover è dotato di una minuscola telecamera che gli permette di inviare dati e di analizzare visivamente la superficie per determinare se si tratta di rocce, polveri o sabbie. Per quanto riguarda la struttura della macchina, per risparmiare peso essa non comprende nessuna batteria, ma è collegata attraverso due fili ad una macchina più grande.

Robot umanoidi

I robot umanoidi sono stati creati per aiutare o sostituire gli astronauti. L'obiettivo è quello di impiegarli in situazioni pericolose. Gli astronauti umanoidi hanno programmi che gli permettono di scalare, usare maniglie, essere operativi all'esterno della stazione spaziale senza ossigeno e di completare operazioni assegnate dall'equipaggio. Poiché lo spazio può essere un posto piuttosto solitario, i membri dell'equipaggio potrebbero preferire macchine che assomigliano agli umani e hanno le fattezze di un membro aggiuntivo dell'equipaggio.