La robotique englobe tout ce qui est lié à l’étude, la conception et la fabrication des robots : ces machines capables d’agir de façon autonome sans intervention humaine. Découvrez tout ce qu’il faut savoir sur ce domaine passionnant, son lien avec l’intelligence artificielle, et comment vous former pour devenir expert !
Depuis le début des années 2020, l’intelligence artificielle est sous le feu des projecteurs. Avec l’émergence d’outils comme ChatGPT, MidJourney, Udio ou encore Sora, cette technologie émerveille par sa capacité à générer tout type de contenu : texte, images, musique, vidéos…
Toutefois, il ne s’agit en réalité que d’un début dans cette grande révolution. Au cours des années à venir, l’IA va changer le monde en permettant d’immenses avancées dans un autre domaine directement lié : la robotique.
Les robots vont servir de corps à l’intelligence artificielle, et lui permettre d’interagir physiquement avec le monde réel, d’effectuer des actions et des tâches manuelles.
Dès lors, ses possibilités seront démultipliées et de nombreux secteurs vont être transformés. Pour bien comprendre ce bouleversement qui se profile, nous vous proposons ce dossier pour tout savoir sur la robotique !
Qu’est-ce que la robotique ?
À l’intersection des sciences, de l’ingénierie et de la technologie, la robotique est un domaine d’étude portant sur tout ce qui est lié à l’automatisation et aux robots : des machines imitant ou remplaçant les actions humaines.
Ils sont capables d’effectuer des tâches avec une plus d’efficacité et de précision que les humains, ce qui les rend idéaux pour les secteurs tels que la manufacture.
Toutefois, avec l’émergence de l’intelligence artificielle, ces machines seront bientôt capables d’effectuer des tâches beaucoup plus complexes dans une large variété d’industries…
Qu’est-ce qu’un robot ?
Un robot est une machine programmable, capable de compléter une tâche. On distingue différents niveaux d’autonomie, allant des robots contrôlés par des humains aux robots totalement autonomes capables d’agir seuls.
Certains robots sont pré-programmés pour effectuer des actions spécifiques. Ils fonctionnent donc dans un environnement contrôlé, où ils effectuent des tâches simples et répétitives. C’est le cas des bras mécaniques sur les chaînes d’assemblage automobiles, par exemple.
Pour contrôler un robot à distance, un opérateur humain peut exploiter les réseaux sans fil. L’avantage de telles machines est qu’elles peuvent fonctionner dans les conditions climatiques et géographiques les plus extrêmes.
On peut mentionner par exemple les drones utilisés pour détecter les mines sur le champ de bataille. Ils permettent de déminer le terrain, sans mettre en danger les vies des soldats.
Toutefois, les robots pleinement autonomes agissent en toute indépendance. Ils utilisent leurs capteurs pour percevoir le monde autour d’eux, puis utilisent un ordinateur pour prendre la décision optimale en se basant sur leurs données.
Le terme « robot » provient à l’origine du mot tchèque « robota », qui signifie « travail forcé ». Il est apparu pour la première fois en 1920, dans la pièce de théâtre R.U.R. dans laquelle les personnages produisent massivement des ouvriers incapables dénués de créativité.
Un robot regroupe différents aspects. La partie mécanique l’aide à compléter des tâches au sein de l’environnement pour lequel il est conçu.
Par exemple, le Rover Mars 2020 est doté de roues motorisées individuellement et constituées de titane pour l’aider à arpenter le terrain difficile de la planète rouge.
Les composants électriques servent à contrôler et alimenter la machinerie. La plupart des robots requièrent en effet un courant électrique, par exemple une batterie.
De même, tous les robots contiennent un minimum de programmation informatique. Sans code lui indiquant quoi faire, la machine est incapable d’agir. C’est le logiciel qui lui permet de savoir quoi faire, et comment.
Quels sont les différents composants d’un robot ?
Le système de contrôle est l’unité de traitement central du robot. Il est programmé pour indiquer au robot comment utiliser ses différents composants, de la même manière que le cerveau humain envoie des signaux dans tout le corps pour compléter une tâche spécifique.
Les capteurs quant à eux fournissent au robot un stimuli sous forme de signaux électriques qui sont traités par le contrôleur, et lui permettent d’interagir avec le monde extérieur.
Par exemple, une caméra peut servir d’œil au robot, les microphones lui servent d’oreilles et les photorésistances réagissent à la lumière. C’est ce qui permet aux robots de capturer ce qui l’entoure pour prendre des décisions.
Un robot ne peut être considéré comme tel que s’il est doté d’un corps mobile. Les composants permettant ce mouvement sont les actionneurs.
Ils sont composés de moteurs recevant des signaux du système de contrôle, et bougent ensemble afin d’effectuer le mouvement nécessaire pour compléter la tâche assignée.
Ces actionneurs peuvent être fabriqués avec divers matériaux, comme le métal ou l’élastique. Ils peuvent être pneumatiques ou hydrauliques, mais les robots les plus modernes sont entièrement électriques.
Si l’on prend l’exemple du robot humanoïde Atlas de Boston Dynamics, la première version reposait sur des actionneurs hydrauliques, mais l’entreprise a dévoilé un nouveau modèle électrique en 2024.
Pour fonctionner, un robot a besoin d’énergie. Les modèles immobiles, notamment dans les usines, peuvent être branchés à une prise murale. En revanche, les robots mobiles doivent impérativement être équipés d’une batterie interne.
Les batteries à l’acide sont les plus utilisées en robotique, en raison de leur sécurité et de leur autonomie. Toutefois, les batteries en argent-cadmium, plus onéreuses et compactes, sont aussi exploitées.
À l’avenir, différentes sources d’énergie pourraient se populariser en robotique comme l’énergie solaire, hydraulique, nucléaire, ou même les déchets naturels via la méthanisation !
L’histoire de la robotique
Le concept de la robotique remonte en réalité à l’antiquité. Les Grecs anciens avaient déjà combiné l’automatisation et l’ingénierie pour créer l’Antikythera : un appareil portable permettant de prédire les éclipses.
Plusieurs siècles plus tard, Leonardo Da Vinci a conçu un chevalier mécanique que l’on connaît aujourd’hui sous le nom de « Robot de Leonardo ».
Toutefois, ce n’est qu’avec la Révolution Industrielle que le besoin d’automatisation s’est réellement fait sentir. Les premiers robots autonomes ont été créés en 1948 par William Grey Walter.
Un peu plus tard, George Devol a créé le premier bras robotique industriel nommé Unimate. Il a été utilisé dans les usines de General Motors à partir de 1959.
Autre invention clé : le premier robot IA, Shakey, créé en 1972 par le Stanford Reserach Institute. Ses caméras et capteurs lui permettaient de collecter des données sur son environnement.
Ceci a mené les chercheurs à explorer la façon dont les robots pouvaient percevoir les émotions humaines. À la fin des années 1990, le Dr Cynthia Breazeal du MIT a créé Kismet : une tête robotique dotée d’expressions faciales.
En 2012, l’essor du Deep Learning a permis un nouveau bond en avant de la robotique. À présent, de nombreuses entreprises cherchent à combiner la robotique et l’intelligence artificielle pour créer des humanoïdes généralistes capables d’effectuer n’importe quelle tâche manuelle…
Les différentes catégories de la robotique
Il existe différents types de robots, et l’industrie de la robotique se divise donc en plusieurs catégories. Voici les principales.
Les robots industriels sont probablement les plus connus, et servent à automatiser des processus dans les environnements de fabrication comme les usines et les entrepôts.
Ils sont dotés d’au moins un bras robotique, leur permettant de saisir de lourds objets tout en bougeant avec vitesse et précision. C’est ce qui leur permet d’accroître la productivité sur les chaînes de montage.
De leur côté, les robots médicaux aident les professionnels de la santé dans différentes situations. Ils utilisent des capteurs et de l’IA pour se déplacer dans les établissements, interagir avec les humains et effectuer des mouvements précis.
Certains de ces robots sont même capables de discuter avec les humains, afin de les soutenir émotionnellement et de maintenir un contact social pour les plus esseulés.
Une autre innovation est celle des microbots, ou micro-robots, dont la taille ne dépasse même pas un millimètre. Ils peuvent être utilisés pour surveiller et soigner les maladies.
Dans le domaine agricole, les robots effectuent des tâches intensives et répétitives pour permettre aux fermiers de mieux utiliser leur temps et leur énergie. Ils peuvent surveiller les plantes et aider à la récolte dans les serres.
Le terme Cobots est une abréviation pour désigner les robots collaboratifs, conçus pour travailler aux côtés des humains.
Ils priorisent la sécurité en utilisant des capteurs pour détecter leur environnement, en exécutant des mouvements lents et en cessant toute action en cas d’obstacle.
Le plus souvent, ces robots effectuent des tâches simples pour permettre aux humains de se concentrer sur des actions plus complexes.
Les robots humanoïdes ressemblent aux humains, où imitent leurs comportements grâce à l’intelligence artificielle. Ils sont capables de porter des objets, de sauter ou même de courir.
Même leurs visages et leurs expressions ressemblent aux nôtres. Parmi les exemples les plus connus, on peut citer Boston Dynamics Atlas, Figure 01 ou Tesla Optimus.
Cette branche de la robotique est en plein essor, car les progrès dans les domaines de la mécanique et de l’intelligence artificielle permettent de créer des humanoïdes de plus en plus réalistes.
Il ne s’agit que d’un début. Au cours des années à venir, ces robots seront de plus similaires aux humains jusqu’à ce qu’il devienne impossible de les distinguer…
Quels sont les secteurs d’application ?
La robotique est utilisée dans une large variété de secteurs. Au sein des usines, les robots industriels peuvent assembler des produits, trier des objets ou même les peindre. Ils peuvent même servir à réparer et maintenir d’autres machines dans une usine.
Dans le domaine de la santé, ils transportent le matériel médical, effectuent des opérations de chirurgie et aident les patients émotionnellement.
Un robot peut aussi tenir compagnie à un enfant atteint de troubles, ou servir d’outil thérapeutique pour une personne atteinte de démence.
On les utilise aussi pour des missions de sauvetage, notamment pour sauver les personnes de la noyade lors d’inondations ou pour combattre les flammes dans les conditions trop extrêmes pour les pompiers humains.
Au sein des foyers, le grand public utilise déjà les robots tondeuses et aspirateurs. D’ici 2050, selon Elon Musk, tout le monde aura un robot humanoïde à domicile pour effectuer toutes les corvées ménagères et bien plus encore…
De nombreux avantages… mais aussi de graves dangers
La robotique apporte de nombreux bénéfices. Tout d’abord, les robots sont capables d’effectuer des mouvements avec davantage de précision que les humains.
Ils peuvent aussi travailler à un rythme plus soutenu que les humains, sans jamais ralentir ou se fatiguer. Ceci permet une hausse de la productivité, ainsi qu’une meilleure constance.
Leur capacité à intervenir dans des environnements trop dangereux offre aussi un gain de sécurité, puisqu’ils protègent les travailleurs contre les blessures.
Pour les entreprises, acheter un robot peut aussi s’avérer plus économique que d’employer un salarié. Néanmoins, le revers de la médaille de l’automatisation est qu’elle risque de provoquer une vague de chômage sans précédent.
Les robots ont aussi une créativité et une capacité à résoudre des problèmes plus limitées que les humains, ce qui peut avoir des effets néfastes.
Un autre danger est celui des cyberattaques contre les robots, pouvant exposer des données sensibles s’ils sont connectés à l’internet des objets.
En cas d’équipement défectueux, la production peut être perturbée et des pertes de revenus peuvent survenir. N’oublions pas non plus que l’extraction de matières brutes pour fabriquer les robots peut avoir un lourd impact sur l’environnement…
Le futur de la robotique
L’intelligence artificielle évolue à vive allure, et va fortement impacter le futur de la robotique. Dans les usines, la combinaison de ces deux technologies va permettre de produire des jumeaux numériques et de concevoir des simulations pour améliorer le flux de travail des entreprises.
En outre, l’IA va aussi permettre d’étendre l’autonomie des robots. Les drones pourront par exemple livrer des colis sans intervention humaine, tandis que les outils comme ChatGPT vont leur permettre de mener des conversations.
Les robots humanoïdes ressemblent de plus en plus aux humains, et sont capables de comprendre et de réagir à leurs émotions. Ils vont être de plus en plus présents et utiles dans les secteurs comme le service client, la fabrication, la logistique ou encore la santé.
Beaucoup redoutent que cet essor de la robotique provoque de nombreuses pertes d’emploi, mais cette technologie pourrait tout simplement transformer la nature du travail humain.
Les tâches répétitives seront entièrement déléguées aux robots, tandis que les humains pourront se focaliser sur des problèmes plus complexes. Dans tous les cas, il sera nécessaire de s’adapter à la présence des robots, car la robotique va poursuivre son essor !
Conclusion
La robotique, une industrie en passe de connaître son âge d’or. La robotique existe depuis de nombreuses décennies, mais s’apprête à connaître un véritable tournant grâce à l’intelligence artificielle.
Désormais capables de réfléchir, de comprendre le monde qui les entoure, les robots vont pouvoir agir en toute autonomie et assister l’humain dans les tâches manuelles les plus dangereuses ou répétitives.
Nous sommes à l’aube d’une ère nouvelle, avec la commercialisation imminente de robots humanoïdes généralistes comme le Tesla Optimus, le Figure 01 ou encore le 1X Eve. Et vous pouvez contribuer à cette révolution !
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