Le monde de la robotique est très vaste, et c'est pourquoi différents types de robots sont développés. Apprenez tout sur les différents TYPES DE ROBOTS, qui exécutent les processus comme tout être humain, non seulement dans l'industrie, mais aussi à la maison.
Types de robots
Avant de commencer à classer les types de robots qui existent, nous allons d'abord définir ce qu'est un robot. Un robot est un appareil conçu à partir de pièces mécaniques, électroniques et autres, contrôlées par une programmation interne, capable de comprendre son environnement et d'effectuer des actions lui permettant d'accomplir les tâches pour lesquelles il est conçu. Les premières applications que le technologie robotique C'était pour l'automatisation des processus industriels, ce qui leur permettait de produire en masse en moins de temps sans exploiter leurs employés. Aujourd'hui, les applications des robots varient de l'agriculture aux voyages dans l'espace.
qu'est-ce que la robotique
La technologie robotique est la combinaison de différentes branches académiques telles que la mécanique, l'électronique, les systèmes, entre autres. Cette technologie contribue à fournir le travail acharné qui est effectué par la main de l'homme, et qui doit être terminé rapidement et avec un minimum d'erreurs.
La robotique est alors la science qui se concentre sur la recherche, la conception et le développement de robots, dans le but de fabriquer ces dispositifs mécatroniques capables de remplacer ou d'apporter un soutien à l'être humain dans des tâches dans lesquelles l'automatisation, la précision et la rapidité sont nécessaires.
Différences entre un robot et un bot
Il est facile de confondre les termes bot et robot, mais la différence la plus distinctive entre les deux est qu'un robot est tangible alors qu'un bot ne l'est pas. L'un des composants qui caractérisent un robot est son châssis ou sa structure physique. Au lieu de cela, un bot est une programmation ou un logiciel qui s'exécute sur Internet.
Quels pays installent plus de robots dans le monde
Dans les années XNUMX, l'utilisation des robots était principalement appliquée par les usines automobiles au Japon et aux États-Unis. Puis, dans les années XNUMX, le Japon s'est positionné comme le leader mondial de la recherche, de la conception et du développement des technologies robotiques. A partir de ce moment, le types de robots industriels et leurs applications Ils se sont diversifiés à mesure que la technologie augmentait.
Actuellement, les pays les plus développés en matière de robots sont : les États-Unis, la Chine, le Japon, la Corée du Sud et l'Allemagne. Pourtant, la Chine est aujourd'hui le pays leader selon la Fédération internationale de robotique ou l'IFR pour son sigle en anglais, qui estime que la Chine comptera 2021 robots pour XNUMX XNUMX habitants d'ici XNUMX.
Évolution de l'intelligence artificielle et de la robotique
Les robots se développaient et devenaient de plus en plus automatisés en termes de prise de décision sans dépendre d'un opérateur pour le contrôler. Cela a été possible car leur programmation et les matériaux ou composants qui composent les robots ont évolué. Cette évolution de l'Intelligence Artificielle et de la Robotique s'est divisée en quatre générations, que nous détaillerons plus loin. Ces quatre générations classent également quels types de robots existent.
A quoi sert un robot ?
Le développement de la technologie a été le moteur idéal pour l'avancement de la robotique et de ses différentes applications dans des domaines tels que l'agriculture, la pêche, l'exploitation minière, l'exploration, le transport, l'éducation, la médecine, la géographie, l'environnement, les relations sociales, entre autres.
Cependant, le but principal de l'existence des différents types de robots est de minimiser les tâches lourdes, voire dangereuses pour l'être humain. L'impact des robots dans le monde moderne a conduit à repenser ses politiques internes pour l'avancement et la durabilité du développement des robots.
Ingénierie robotique et mécatronique
Les carrières universitaires qui étudient directement la conception et la construction de robots sont l'ingénierie mécatronique ou la robotique. Ces carrières combinent les sciences de la mécanique, de l'électronique, des systèmes, de l'informatique, entre autres.
Origine et histoire des robots et des premiers automates
Les premières notions de robots remontent au XNUMXer siècle avant J.-C. La centaine de modèles décrits par Ctésibius d'Alexandrie, Philon de Byzance, Héron d'Alexandrie et d'autres montraient différents dispositifs capables d'effectuer des actions automatiquement. L'un a initié son action en utilisant le feu, un autre le vent, un autre une pièce de monnaie.
Ce sont les inventions conçues par l'ingénieur espagnol Leonardo Torres Quevedo que le mot "automatique" est utilisé. La télécommande sans fil, le joueur d'échecs automatique et la première navette sont quelques-unes de ses inventions les plus remarquables.
Et on ne peut pas parler de robots sans évoquer Alan Turing, c'est lui qui a posé les bases de la robotique et de l'intelligence artificielle. Son travail le plus remarquable a été le décodage des codes nazis de la machine Enigma. Cet événement a été l'un des éléments les plus importants qui ont garanti la victoire dans la Seconde Guerre mondiale, et a également permis l'avancement des langages de programmation qui ont changé la technologie telle que nous la connaissons aujourd'hui.
À l'époque de la Seconde Guerre mondiale, c'est lorsque le monde de la science et de la technologie a progressé de manière exponentielle compte tenu des recherches menées pour le développement de nouvelles armes, médicaments et technologies qui ont fourni des solutions techniques aux problèmes rencontrés à cette époque. .
Origine et étymologie du mot robot
Le mot slave « robota » est celui qui baptise les robots, qui désigne le travail effectué de manière forcée.C'est Karel Capek qui a fait une pièce appelée RUR, qui est le diminutif des robots universels de Rossum. Dans ce travail, une entreprise qui fabriquait des humains artificiels travaillait comme des ouvriers a été interprétée.
Quel a été le premier vrai robot de l'histoire?
Le premier robot qui existait a été présenté en 1936 et s'appelait Elektro. Le robot Elektro avait une structure physique similaire à celle d'un homme d'une hauteur d'environ deux mètres et pesait cent vingt kilos. Il pouvait aussi dire jusqu'à sept cents mots et marcher.
Les trois lois de la robotique d'Isaac Asimov
Isaac Asimov était un écrivain de science-fiction, et c'est dans son roman "Vicious Circle" qu'il a écrit les Trois lois de la robotique, où il a établi que:
- Il ne peut pas nuire à un être humain.
- Il doit exécuter les ordres donnés par un être humain tant qu'il ne fait de mal à aucun autre humain.
- Elle doit assurer son existence tant qu'elle n'est pas contraire aux première et deuxième lois.
Ces lois ont été transportées de la science-fiction à la vie réelle, et aujourd'hui les robots sont régis par ces trois lois.
George Charles Davol, l'inventeur de la robotique industrielle
George Charles Davol est reconnu dans le monde entier comme le créateur du premier robot industriel. Avec Joseph F. Engelberger, il a fondé une entreprise de robotique innovante en 1948 où la première machine programmable de l'histoire a été développée. Ce robot était adaptable et pouvait effectuer différents travaux, et a servi de base à la création de futurs robots avec des applications industrielles.
Types de robots et comment ils sont classés
Les robots ont deux façons d'être classés soit selon leur chronologie, soit selon leur structure physique. Nous commencerons vos rangs selon votre chronologie :
1ère génération : robots manipulateurs
Ce sont ces robots gérés par un humain, qui remplissent des fonctions simples comme tenir et déplacer des objets. Dans le célèbre film «Willy Wonka et la chocolaterie», un robot apparaît dans l'usine de dentifrice chargé de placer le couvercle sur les tubes de dentifrice. C'est l'exemple parfait de l'un des types de robots manipulateurs.
Il existe un autre type de robot manipulateur qui est utilisé dans l'étude du DAS ou Débit d'Absorption Spécifique. Dans ce test, un liquide avec la composition chimique qui simule la composition de l'être humain est placé à l'intérieur d'un récipient qui a la forme d'un homme. Ensuite, un téléphone cellulaire est placé là où se trouverait l'oreille de l'individu et un appel est effectué vers ce téléphone cellulaire.
L'opérateur chargé d'effectuer ce test indique, à l'aide d'un plan cartésien, les points exacts où le robot, ici sous la forme d'un bras mécanique, doit effectuer les mesures. Le robot reçoit les instructions via un programme spécial et procède à l'exécution des mouvements et des mesures indiqués.
Cette étude permet de déterminer les effets causés par les rayonnements non ionisants sur l'être humain qui y est exposé pendant de longues périodes, comme ceux générés par un téléphone portable lors d'un appel téléphonique. Dans ce cas, le robot remplit une fonction fondamentale car une précision extrême est requise et il n'y a pas d'altérations au moment des mesures, comme cela se produirait dans le cas du pouls de l'être humain.
2e génération: robots d'apprentissage
Ces robots ont la capacité d'observer, de mémoriser et de stocker les expériences obtenues dans une base de données pour les appliquer ultérieurement dans le futur. Les robots ont différentes manières d'apprendre, et ces manières d'apprendre sont directement liées à la programmation interne du robot.
apprendre par imitation
Les robots ont différentes façons d'apprendre, l'une d'elles est l'imitation. Le robot dispose de capteurs qui lui permettent d'observer un opérateur, d'enregistrer ses mouvements et de stocker ces informations dans sa mémoire interne, pour ensuite essayer de les reproduire.
apprentissage renforcé
De la même manière que les animaux sont entraînés en les récompensant lorsqu'ils exécutent avec succès la commande donnée, les robots sont renforcés. Le robot exécute sa première commande et au fur et à mesure qu'il obtient des résultats positifs, sa prise de décision s'améliore. Son renforcement est d'atteindre un objectif, par exemple comme gagner une partie d'échecs.
l'apprentissage en profondeur
L'apprentissage en profondeur consiste à imiter le comportement neuronal du cerveau. Lorsque les capteurs naturels du corps captent un événement, un premier neurone interprète l'information reçue, et initie immédiatement une séquence de neurones qui établissent des liens entre eux pour réagir à l'événement.
Dans le cas des robots, les capteurs envoient l'information et celle-ci est analysée par parties. Par exemple, un robot qui a une reconnaissance faciale, la première chose qu'il fait est de visualiser le visage. Ce faisant, son réseau cyberneuronal commence l'analyse des couleurs qui composent ce visage, puis décrypte les figures géométriques qui le composent, et enfin segmente le visage en milliers d'images ou de pixels pour se plonger dans les détails.
Arbre de décisions
Un arbre de décision est un schéma logique qui progresse au fur et à mesure que les réponses sont fournies. Par exemple, lorsque vous entrez dans un système de dépannage pour une panne de service, la première question du système est « Votre équipement est-il allumé ? Autrement". Lors de l'indication de la réponse, un lien est fait vers un autre schéma logique, et ainsi de suite jusqu'à ce que le problème soit résolu.
Les algorithmes de calcul qui sont programmés dans le cerveau du robot fonctionnent de la même manière. Lorsqu'un événement se produit, le robot commence à exécuter les différents schémas et mémorise les résultats obtenus. Enfin, lorsque la solution ou l'objectif est atteint avec succès, le robot enregistre les décisions ou les actions qui ont abouti au succès, ce qui lui permet de réagir plus rapidement la prochaine fois que le même événement se produit. On peut dire alors que le robot a appris et mémorise son expérience.
3e génération : robots à commande sensorielle
Ces robots réagissent en fonction des informations qu'ils perçoivent de leurs capteurs. Son contrôleur ou calculateur interne indique les actions à entreprendre par le robot en fonction des informations obtenues à partir de ces capteurs. De plus, ces robots ont la capacité de se reprogrammer, afin de s'adapter à leur environnement.
Comme on peut le voir, ces robots dépendent beaucoup de leurs capteurs pour l'exécution de la programmation du contrôle interne. En d'autres termes, lorsqu'ils captent les informations de leurs capteurs, c'est lorsque l'exécution de leur programmation commence à effectuer les mouvements et à réagir correctement pour s'adapter à leur environnement.
Un exemple simple de ces robots est le véhicule suiveur de ligne noire. Les capteurs infrarouges qu'il a intégrés capturent la couleur noire, ce qui fait que sa programmation lui commande de continuer à avancer. Au moment de s'écarter de la ligne noire, les capteurs infrarouges cessent de détecter la couleur noire et leur programmation interne ordonne la correction de cap.
4e génération : robots intelligents
Ces robots sont constamment en rétroaction entre le robot et son contrôleur, ce qui implique une prise de décision plus rapide et plus précise, et donc des réactions du robot, au fur et à mesure de l'événement.
Les robots intelligents ont généralement des capteurs plus sophistiqués et une programmation interne plus complexe que les robots de troisième génération. Fondamentalement, ces robots peuvent s'adapter et apprendre de l'environnement qui les entoure.
Types de robots : Polyarticulés
La structure des robots est définie par leur mobilité ou leur parenté avec les êtres vivants. Dans ce cas, ils sontces robots qui n'ont pas de déplacement ou, à défaut, il est minime, ce qui les rend idéaux pour effectuer des tâches cardinales très répétitives qui couvrent une zone très large et qui nécessitent une grande précision.
Ces robots sont également utilisés pour transporter ou effectuer des travaux de précision dans des espaces confinés. Il existe même des robots polyarticulés qui participent à la construction des cartes électroniques, car ils sont d'une grande aide, puisqu'ils réduisent le temps de fabrication et permettent une production en série.
Types de robots : Mobiles
Ces robots remplissent la fonction d'effectuer de grands déplacements. Les robots mobiles sont couramment utilisés pour l'exploration et le transport. Dans le cas de glissem*nts de terrain ou de phénomènes naturels, ces robots sont utilisés pour explorer sous les décombres à la recherche de vies humaines, on les a aussi vus dans des zones à haut risque, et même être amenés à explorer d'autres planètes. Leur niveau technologique est relativement élevé et ils sont capables d'interpréter leur environnement pour s'y adapter.
Le robot mobile le plus reconnu est le robot Curiosity, qui se trouve actuellement à la surface de la planète Mars. Sa mission est de détecter les composants et processus biologiques qui permettent la vie tels que le carbone, l'oxygène, l'hydrogène, le phosphore, l'azote et le soufre.
Outre la détection de la composition chimique de la surface et des processus d'érosion et de formation du terrain, l'évaluation du cycle de l'eau et la détection des radiations sur la planète.
Cette mission d'exploration est rendue possible par le robot mobile Curiosity. Il est indéniable que l'exécution de cette tâche par un être humain impliquerait un risque extrême, car il serait soumis aux forces et agents environnementaux inconnus de cette planète. Or, la seule façon de connaître ces conditions est précisément d'explorer le terrain, rendant l'utilisation du robot nécessaire.
Types de robot: androïdes
Ce sont les robots qui ressemblent le plus aux êtres humains, mais ils essaient aussi d'imiter le comportement, les processus d'apprentissage et la logique que l'homme exécute naturellement.
Le pays le plus avancé en matière de robotique aujourd'hui est le Japon, qui présente les androïdes les plus réels et les plus célèbres du monde au Musée national des sciences émergentes et de l'innovation à Tokyo.
L'objectif général des robots androïdes est d'imiter physiquement et comportementalement l'être humain. Cela inclut rendre les mouvements moteurs de l'homme aussi similaires que possible, et aussi imiter le comportement du cerveau humain, afin d'évaluer et de répondre de manière autonome comme le ferait une personne.
Cependant, même si les androïdes surpassent les humains dans certaines compétences, telles que la résolution rapide de problèmes mathématiques, il leur manque quelque chose qui est caractéristique des humains, à savoir la conscience.
Si l'on prend « Wall-E » comme exemple fictif, on voit que ce qui différencie Wall-E des autres robots, c'est précisément la capacité d'avoir des sentiments parce qu'il les a développés volontairement, et non parce qu'ils faisaient partie de sa programmation. Il était capable de ressentir de l'empathie, d'être conscient de sa propre existence et de ses besoins. Tout cela était possible parce que Wall-E avait une conscience.
Le premier robot Android a été présenté au public en 2005 au Japon. C'était un robot androïde d'apparence féminine ou aussi appelé gynoïde, qui était capable de faire des gestes tels que respirer, cligner des yeux, bouger les mains et bouger la tête. Puis, en Corée du Sud, l'Ever-1 a été présenté, qui pouvait bouger ses lèvres en synchronisation avec les mots que le robot prononçait, et également établir un contact visuel pendant la conversation.
Types de robots : Zoomorphe
Dans ce cas, ils sont similaires aux androïdes mais à la différence qu'ils cherchent à imiter la biomécanique des êtres vivants, ou les mouvements effectués par les animaux.
La DARPA est une agence américaine qui se concentre sur le financement, la recherche et le développement de la technologie robotique axée sur la défense. Parmi ces projets figure l'AlphaDog, qui est un robot dont la mission est de transporter des charges allant jusqu'à cent quatre-vingts kilogrammes sur trente kilomètres, tout cela en parcourant des terrains difficiles tels que la glace, les rochers, les dénivelés et autres, et comme si cela ne suffisaient pas, suivant son soldat. De plus, il a la capacité de retrouver son équilibre, de sauter ou d'éviter des obstacles, de monter des escaliers et de se relever après une chute, sans générer beaucoup de bruit.
Toutes ces caractéristiques de l'AlphaDog cherchent à ressembler au comportement et aux attitudes d'un chien ou d'un mulet.
Types de robots : Hybrides
Ce sont tous des robots qui combinent plus d'une des caractéristiques mentionnées ci-dessus.
Avantages des robots et de la robotique
Ensuite, certains des avantages les plus importants de l'utilisation de robots dans le processus de fabrication seront présentés:
- Réduire les coûts sur la chaîne de production.
- Le pourcentage de production est augmenté.
- La qualité du produit est améliorée.
- Les tâches à haut risque sont évitées pour les opérateurs.
- Il s'agit d'un opérateur artificiel qui, s'il le souhaite, peut travailler 24 heures d'affilée sans avoir besoin de faire de pause ni de se fatiguer.
- Bien qu'il soit coûteux, la récupération de l'investissem*nt est généralement rapide et à partir de ce moment-là, elle ne nécessite aucun salaire, uniquement des frais d'entretien.
- Pour l'instant, aucun impôt supplémentaire n'est payé pour leur travail.
Inconvénients des robots
Les robots remplacent les travailleurs à des points stratégiques du système qui permet l'automatisation
L'investissem*nt initial dans un système comprenant des robots est généralement très élevé.
Une maintenance préventive est nécessaire pour prolonger sa durée de vie, ce qui implique une dépense économique et un arrêt de la fabrication lors de la maintenance.
Il est nécessaire d'embaucher et de former du personnel pour répondre aux besoins des robots et garantir son fonctionnement.
Automatisation et robotique industrielle
L'automatisation industrielle peut être définie comme le processus d'intégration d'éléments, tels que des robots, qui effectuent automatiquement un travail répétitif. Cependant, les robots industriels doivent être confondus avec les robots qui fournissent des services.
Types de robots selon leur fonction
Ensuite, les robots classés selon le domaine auquel ils s'appliquent seront présentés.
Types de robots : Industriel
Les robots industriels sont ceux qui effectuent des tâches au sein d'une chaîne de production pour l'automatisation des processus. Généralement, ce sont des mouvements automatiques à des points de complexité ou de répétition. Ces robots sont multifonctionnels et peuvent être reprogrammés et sont placés dans des environnements contrôlés, tels que la température, pour éviter d'endommager le robot.
Types de robots : Service
Ce sont généralement des robots mobiles, c'est-à-dire qu'ils peuvent se déplacer. Contrairement aux robots industriels, les robots de service se trouvent souvent dans des environnements contrôlés et peuvent même parfois travailler dans des environnements difficiles. Au sein des robots de service, il est subdivisé par la classification suivante:
- National: Ces robots sont chargés d'accomplir les tâches ménagères et les tâches de routine. En outre, dans cette catégorie, il existe des robots pour les systèmes de sécurité et de surveillance. L'un des robots domestiques les plus couramment utilisés est le Roomba de la société iRobot.
- la recherche: Ce robot se retrouve principalement dans les centres de recherche ou les laboratoires où sont développés des projets innovants. Ils ont des morphologies différentes et sont généralement des robots très spécifiques ou encore les mêmes projets de recherche.
- Exploration: Comme nous l'avons mentionné précédemment, il y a des robots qui sont envoyés pour effectuer des opérations d'exploration et des études de l'environnement. Un exemple est le robot Curiosity qui se trouve aujourd'hui à la surface de la planète Mars.
Types de robots: militaires
Les États-Unis sont l'un des principaux pays qui recherchent et développent des robots dans le but d'être appliqués sur les champs de bataille afin qu'ils fournissent un certain type d'avantage contre l'ennemi. Nous avons mentionné précédemment le projet AlphaDog qui consiste en un robot zoomorphe utilisé comme robot cargo. Généralement, cela Types de technologie Il est utilisé en premier lieu dans le domaine militaire, c'est pourquoi de nombreux robots qui peuvent exister aujourd'hui sont peut-être inconnus.
Types de robots : Médecins
Ces robots sont ceux qui effectuent des tâches dans le domaine de la médecine. Par exemple, ils peuvent effectuer des opérations de précision comme dans le cas des chirurgiens qui ont des bras robotiques contrôlés à distance par des médecins.
De plus, ce sont ces robots qui servent de prothèses humaines qui peuvent être contrôlées par des pulsations neurales, c'est-à-dire contrôlées par l'esprit.
Un autre exemple de robots dans le domaine de la médecine sont les nanorobots, qui sont fabriqués à partir d'éléments moléculaires ou qui se situent à l'échelle du nanomètre. Ces robots peuvent être implantés à l'intérieur de l'être humain par voie intraveineuse afin qu'ils puissent combattre des maladies ou aider à la régénération des tissus organiques.
jouets robots éducatifs
Ces robots soutiennent les processus éducatifs des enfants de manière ludique. Parmi les robots éducatifs les plus connus figure la gamme des Lego Mindstroms. L'objectif principal de cette ligne est de fournir aux enfants les connaissances de base en robotique.
Le défi technologique du futur
Le prochain défi que les robots doivent surmonter est celui de l'intelligence artificielle. En fait, son importance est telle que des entreprises comme Tesla, Google et Amazon sont en course pour maîtriser cette technologie.
