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Les robots & nous

les robots d’hier, d’aujourd’hui et de demain

vendredi 22 février 2008, par Frédéric Bernat

Quelle peut bien être la raison impérieuse qui a poussé l’homme à inventer le robot ??
- Le désir de soulager l’humanité de ses taches les plus pénibles
- L’envie de créer une entité à son image (et jouer à Dieu par la même occasion ?)
- Divertir les puissants par des mécanismes toujours plus complexe et astucieux
- Résoudre des problèmes insurmontables (pour gagner un concours robotique)

 L’Aube des Robots

En fait il y a un peu de ça et beaucoup d’autres choses (parmi lesquelles, séduire les femmes n’est pas une idée à écarter).

L’Occident a connu les automates grâce aux Croisades (elles ont au moins eu ce mérite). Les Arabes en effet étaient les premiers à mettre en œuvre les théories mécanistes d’un mathématicien grec : Héron d’Alexandrie.

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L’âge d’or des automates verra les réalisations de Jacques de Vaucanson (XVIIIe siècle) et son célèbre Canard ainsi que l’impressionnant Joueur de flute (onze morceaux différents sans les mains, chapeau l’artiste !).

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Ensuite vint l’industrialisation et le Métier Jacquard (machine à tisser) en premier, puis toujours tiré par l’industrie, la réalisation de mécanismes asservis dans un contexte industriel, jusqu’aux bras robotisés des usines d’automobiles, les chariots automatiques des centres de stockage et d’usinage.

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En effet pendant longtemps les tentatives de créer des robots pour le grand public se sont heurté aux limites (faméliques) des batteries, ainsi qu’aux piètres performances des servo-moteurs disponibles (sans parler de leur poids). Encore récemment dans les années 90 (pour ceux qui s’en souviennent) les robots étaient extrêmement limités dans leurs déplacements et dans leur comportement « intelligent ». Depuis les capteurs ont été miniaturisés, ils ont gagné en précision, les batteries au lithium ont enfin donné une véritable autonomie, les moteurs et matériaux sont devenus légers et performants.

Tout cela permit l’avènement de la robotique domestique.

 Robots domestiques

Le coming-out de la robotique grand public se fit au travers de petites choses à roulettes essayant de se faire discrètes. Une véritable révolution sans cris, fureur et fracas, mais avec sobriété et efficacité. En 2002, la société iRobot commercialisa le robot aspirateur Roomba, d’une redoutable efficacité (je le sais, j’ai le même à la maison et je ne passe plus l’aspirateur depuis 8 mois - nooon ! ma femme ne s’appelle pas Roomba).

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Depuis, bon nombre de sociétés lui ont emboité le pas, y compris des fabricants d’aspirateurs honorablement connus depuis des dizaines d’années (ex : Electrolux Trilobite).

ICLEBO-Li : aspire à la même notoriété que le Roomba ;)

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iRobot commercialise également un robot qui passe la serpillère : Scooba (je dois dire que je suis extrêmement tenté).

On voit bien que la robotique peut en effet soulager l’homme de certaines taches pénibles, mais que ce n’est pas sa seule fonction : le robot se doit d’abord d’apprivoiser l’homme s’il veut réellement le conquérir. Il le fait déjà au travers de jouets toujours plus perfectionnés et d’animaux que l’on appelle maintenant des animatronics.

 Robots "geek", robots de compétition

Pour les fans de gadgets tech idiots voici un panégyrique non-exhaustif :

On commence par le plus petit robot marcheur du monde (100 Euros), j’ai nommé I-SOBOT de chez TOMY :

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16,5 centimètres de haut pour 6,7 centimètres de profondeur, 10 centimètres de large et 350 grammes, il est capable de reproduire 200 mouvements grâce à 17 moteurs, incluant danses, imitations d’animaux, galipettes et acrobaties complexes et peut prononcer environ 180 mots. Il fonctionne à l’aide de batteries rechargeables et peut être contrôlé grâce à une télécommande et une dizaine de commandes vocales.

Haut de 45 cm soit 12 de plus que son ancêtre, le Robosapien V2 :

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Il possède des mains à taille réelle pour ramasser différents objets tels que sa balle, ses quilles ou d’autres objets que vous lui proposerez. Equipé de 14 moteurs, il sait marcher, danser, s’assoir, s’allonger et se relever. Sa tête tourne, ses mains s’ouvrent et se ferment, etc.

Ses capteurs lui permettent de détecter les mouvements, les sons mais aussi un visage, une main ou ses propres jouets.
(parfaitement rasoir)

Plus innovant, les japonais du Robo-Garage de l’Université de Kyoto, ont développé une série de petits robots très designs, dont une petite robote très sexy : FT !

Kyosho commercialise un de leur robot : Manoi PF01 Humanoid Robot Kit.

Ce robot de 40 centimètres de haut environ pour 1.4 kilogrammes possède des capacités de mobilité intéressantes telles que se maintenir sur un pied, se relever après une chute ou même effectuer des gestes de Taï-Chi, tout cela dépendant de la programmation des 17 servo-moteurs du robot.

Prix :1899$

Sony commercialisait il y a encore peu AIBO un robot chien qui servait en autre à la coupe du monde de football

Robonova de chez HITEC (fabricant de radio commande)

- Dimensions : 310 x 180 x 90 mm
- Poids avec accu de série : env. 1,3 kg
- Nombre de servos : 16
- Prix : 800Euros.

On trouve ce genre de robot marcheur chez d’autres constructeurs : Graupner, Futaba, Kyosho,

BIOLOIDE

Basé sur des servomoteurs uniques en leur genre, le Bioloid Comprehensive Kit permet d’assembler aussi bien un humanoïde qu’un chien, un dinosaure, une araignée ou simplement un bras-robot industriel.
- 18 servomoteurs AX-12
- 1 module capteurs AX-S1
- 1 module de contrôle CM-5
- 105 éléments de montage de formes diverses
- batterie et chargeur
- 4 roues et leurs pneus
- 1 module de connexion
- prix : 800 Euros

Un kit très intéressant !

Lego Mindstorms NXT

Apprenez à construire des robots performants, avec Mindstorms NXT.

Doté d’un processeur 32 bits et de plus de mémoire, le cerveau de vos robots Lego va piloter les robots les plus fous que vous puissiez imaginer. Libre à vous de les programmer via l’USB ou sans fil, grâce au Bluetooth intégré.

Le set comprend plus de 500 pièces de Lego Technic auxquelles s’ajoutent les capteurs les plus courants du monde de la robotique :
- un capteur de contact
- un capteur de lumière/couleur
- un capteur de distance ultrasons
- un capteur de son (micro)
- prix : 300 euros

Spykee est originellement un jouet pour enfants proposé par la firme Meccano (tout le monde a encore en tête les nombreuses heures à assembler des pièces avec son petit frère) se présentant sous l’agréable forme d’un robot hi tech sur chenille.

La présence d’une carte wifi, d’une webcam, d’un lecteur mp3, d’un micro et d’un haut parleur en font un jouet un peu singulier... et comme tout bon passionné de technologie qui se respecte, vous allez être comme nous interloqués par la bête mécanique.

- prix : 250 Euros

Fischertechnik Robo Explorer est un kit de construction de robots programmables extrêmement complet pour créer de multiples modèles autonomes et appréhender de manière ludique et concrète les grands principes de la mécanique, de l’électronique et les bases de la programmation.

- prix : 179 Euros

HITEC MA-Vin

Atmega32 programmable avec un langage graphique à base de blocs, il accepte également la programmation en langage C via l’outil GNU WinAVR.

A la base, le robot est équipé de :
- 3 capteurs de suivi de ligne
- 3 capteurs de détection d’obstacles
- 1 micro
- 1 récepteur de télécommande
- 1 afficheur LCD
- prix : 149 Euros

Des petits modules, fournis dans le kit, permettent d’étendre les possibilités du robot.

N’oublions pas les outils de développement, tel celui de l’université Cal. Poly. de San Luis (US) avec son outil de développement complet Roborodentia pour microcontrôleur ATMEL ATMEGA32/64.

Associé à un brain board performant a base atmega32/64 la polybot board. (gratuit)

Microsoft se lance aussi dans la bataille : baptisé Robotics studio, cet outil de développement est pour l’instant offert gratuitement aux développeurs intéressés en allant sur le site de l’éditeur.

Chris avait été un des premiers à le manipuler et à documenter un article sur notre site web : Microsoft Robotics Studio (VF)

Pour Tandy Trower, responsable de ce produit chez Microsoft, ce logiciel doit « rendre plus facile pour quiconque d’écrire des programmes pour robots qu’ils soient simples ou complexes. Avec ce produit, Microsoft a construit une plate-forme qui permettra à l’industrie d’intégrer les éléments qu’elle développe »

NAO d’Aldebaran robotic : le meilleur pour la fin !

Le projet a été lancé début 2005 et vise à mettre à la disposition du grand public, pour un prix abordable, un robot humanoïde disposant de fonctions mécaniques, électroniques et cognitives dignes des prototypes de recherche (voir graphique ci-dessous).

Livré en standard avec des comportements de base, le robot sera dés sa commercialisation le support idéal pour s’initier à la robotique puis, enrichi de nombreux comportements, il deviendra un compagnon autonome pour toute la famille. Il évoluera ultérieurement de son rôle de compagnon vers une vraie fonction d’assistance pour les tâches quotidiennes (surveillance, télé-assistance, informations, lien réel-virtuel...).

Nao a été désigné par le Comité Organisateur de la Robocup comme le successeur du chien robot Aibo de Sony, en tant que plate forme officielle de la ligue standard de la compétition.

Ainsi, dès la prochaine édition de la Robocup, en juillet 2008 à Suzhou en Chine, 16 équipes universitaires du monde entier pourront mettre à profit les capacités physiques et cognitives de dizaines de Nao (4 par équipes) lors de match de football.

ASIMO : le plus perfectionné des robot marcheur de la société HONDA

6eme génération depuis que Honda a réussi à fabriquer son premier robot marcheur :
- hauteur 130 cm
- largeur 45 cm
- longueur 37 cm
- poids 54 kg
- vitesse (marche normale) 2,7 km/h
- vitesse (en course) 6 km/h
- vitesse (en portant un objet d’1kg) 1,6 km/h
- autonomie 40 minutes (en marchant)
- degrés de liberté de mouvement 34

Le 15 Décembre 2007, Honda dévoile une nouvelle version de son robot humanoïde Asimo. Reliés entre eux par une connexion Wi-Fi, ils peuvent désormais se coordonner pour réaliser leurs tâches. Ainsi, si un robot doit arrêter d’effectuer une mission pour aller recharger ses batteries (ce qu’il peut maintenant faire par lui même), un autre prendra automatiquement sa place. De même, s’il faut accomplir une action dans un lieu précis, c’est l’Asimo le plus proche de cette destination qui se mettra automatiquement en route.

HRP-2, le robot humanoïde est à Toulouse depuis le 22 mai dernier au sein du Laboratoire d’Analyse et d’Architecture des Systèmes (LAAS) du CNRS.

Né au Japon en 2003, mesurant 1,54 m pour un poids de 58 kg, c’est l’un des quinze robots de ce type conçus par l’AIST (Institut national de la science et des technologies industrielles avancées) dans le cadre de l’Humanoid Robotics Project, grand programme de recherche en robotique conduit à l’initiative du ministère japonais de l’économie, du commerce et de l’industrie (METI).

Le robot humanoïde est au cœur des recherches du nouveau laboratoire franco-japonais, le Joint Robotics Laboratory. Créé le 8 décembre dernier par le CNRS et l’AIST1,le JRL s’est installé au Laboratoire de robotique de Versailles (LRV) et dans les locaux de l’Isi2 à Tsukuba, Japon.

Le LRV va ainsi recevoir un robot humanoïde (voir photo) de son homologue nippon. Les chercheurs français et japonais souhaitent améliorer l’autonomie de ce robot, tant dans sa perception et sa compréhension de l’environnement que dans son mode de locomotion et sa coopération avec l’homme.

 L’avenir du Futur

Les robot étant promis à être notre avenir, quel est leur futur immédiat ??

Et bien en toute honnêteté, il est impossible de répondre à cette question. Du point de vu mécanique, la progression est spectaculaire (servomoteur toujours plus légers et puissants, matériaux, énergie, communication), les robots marchent de façon fiable : ils courent sautent, rampent, dansent, visitent d’autres planètes (Mars). Mais du point de vu de l’intelligence il y a encore beaucoup à faire, la progression dans ce domaine est très, très lente.
Tous les ans, un expert (penseur !!) se risque à nous donner une date prochaine, ou les robots feront parti intégrante de nos société, pour le plus grand bonheur de l’humanité (sic ! quand on sait que l’homme transforme toutes inventions en armes de guerre !!).

Ils se trompent régulièrement car il ne prennent en compte, que la vitesse de calcul toujours plus grande de nos ordinateurs, sans imaginer une seule seconde que l’intelligence n’est pas affaire de calcule mais de connaissances, d’intuitions et surtout d’émotion. Bien malin celui qui arrivera à modéliser la notion d’émotion, cybernétiquement parlant. Il faut une éducation, un environnement, une attention, un apprentissage qui se fait tout au long d’une vie, et qui est par essence propre à chacun, (personne ne perçoit les choses de la même façon).
Il nous a fallu des millions d’années pour être moins bête ( à défaut d’être plus intelligent), nous ne comprenons toujours pas comment notre cerveau fonctionne (déterminer les zones de certaines fonctionnalités, ne permet pas d’en définir le fonctionnement intrinsèque), alors delà à promettre des aides efficaces et dévoués pour bientôt ....

Mais bon comme je ne suis pas devin moi même, je vous renvoi à l’article paru sur le site de Futura-sciences intitulé : 2029 l’odyssée des robots

« Ray Kurzweil se base d’une part sur la puissance des calculateurs, qui n’a cessé de doubler tous les deux ans depuis un demi siècle, et qui devraient continuer au même rythme. Il tient aussi compte des recherches actuelles pour concevoir des processeurs en trois dimensions, qui devraient encore multiplier l’intelligence des ordinateurs et des robots. Dès qu’ils seront en outre capables de communiquer entre eux, d’apprendre et de transmettre leurs connaissances à de nouvelles générations, ils pourraient alors nous aider à devenir plus intelligents et à rester en vie et en meilleure santé plus longtemps, affirme-t-il.
Le futurologue imagine ensuite la fusion homme-machine en faisant pénétrer des nanobots intelligents dans nos cerveaux, qui pourraient agir mutuellement avec nos neurones biologiques, en nous rendant plus futés et en améliorant considérablement notre mémoire. Il estime que cela devrait se produire vers la fin des années 2020.

« Vers les années 2040 - 2050, nous aurons une grande quantité d’intelligence non biologique dans notre cerveau, et elle aura été introduite sans intervention chirurgicale, juste grâce à ses petits nanorobots, qui suivront la circulation sanguine pour pénétrer dans notre cerveau. Donc quand on rencontrera un être humain, on se trouvera bien sûr face à une personne biologique, mais dont les facultés mentales auront été améliorées par des moyens non biologiques », proclame Ray Kurzweil, qui est aussi un des 18 penseurs influents choisis par la très sérieuse US National Academy of Engineering pour identifier les grands enjeux technologiques auxquels devra faire face l’humanité du 21e siècle.


En vérité, pour nous l’intérêt est ailleurs, il est dans l’apprentissage, le développement de nouvelles connaissances et capacités, au travers d’un moyen ludique, où nous voyons progresser nos robots à l’unissons de nos compétences. Devenir meilleurs et quelque part en développant nos robots c’est peut être nous que nous essayons d’améliorer.

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