Présentation
La robotique est la branche de la construction mécanique , du génie électrique et de l’informatique qui s’occupe de la conception, la construction et l’exploitation des robots, ainsi que des systèmes informatiques pour leur contrôle, la rétroaction sensorielle et le traitement de l’information.
Ces technologies interfacent avec des machines automatisées qui peuvent prendre la place des humains dans des environnements dangereux, ou imiter l’homme dans l’apparence et le comportement. Beaucoup de robots d’aujourd’hui sont inspirés par la nature, ce qui a donné naissance au concept de robotique « bio-inspirée ».
La création de machines qui peuvent fonctionner de manière autonome remonte à l’Antiquité, mais des progrès significatifs sont apparus au 20ème siècle, notamment grâce à l’essor de l’électronique et de l’augmentation de la puissance de calcul.
Tout au long de l’histoire, la robotique a été utilisée pour imiter le comportement humain et gérer des tâches répétitives. Aujourd’hui, la robotique est un domaine en pleine expansion, que ce soit au niveau industriel, dans la domotique ou encore dans le militaire.
Étymologie
Le mot « robot » a été pour la première fois utilisé par l’écrivain tchèque Karel Čapek dans sa pièce RUR (Robots Universel de Rossum) , qui a été publié en 1920. Il vient du mot slave robota , ce qui signifie travail. La pièce commence dans une usine qui rend les personnes artificielles, appelées robots, semblables au concept moderne d’androïde.
Selon le Oxford English Dictionary , le mot « robotique » a été utilisé la première fois par écrit par Isaac Asimov , dans sa nouvelle de science-fiction « Liar », publiée en mai 1941. Asimov n’a pas réalisé qu’il était le premier à utiliser ce terme, supposant qu’il existait déjà, comme des expressions comme « appareils électriques » ou « électronique »
Composants Types d’un Robot
L’Alimentation
Afin de réaliser ses tâches, un robot a besoin d’une source d’énergie. Qu’il soit autonome, fixe, mobile ou isolé, les besoins et choix de l’alimentation énergétiques sont variés :
- Les batteries électriques ou l’électricité pour l’autonomie, la sécurité, la durée des cycles et le poids
- Les moteurs à combustion interne peuvent également être utilisés. Toutefois, ces choix sont souvent complexes mécaniquement et ont besoin de carburant, nécessitent la dissipation de la chaleur et sont relativement lourds
- L’énergie pneumatique (gaz comprimé) est la plus couramment utilisée dans les postes autonomes : faible coût, sécurité accrue, installation facilitée
- L’énergie solaire : pour son autonomie, sa disponibilité et son coût
- L’hydraulique pour la puissance accrue
Les Actionneurs
Les actionneurs sont comme les » muscles « d’un robot : ce sont les parties qui convertissent l’énergie stockés en mouvement. Les actionneurs les plus populaires sont les moteurs électriques qui tournent une roue par exemple et les actionneurs linéaires qui contrôlent des robots industriels dans les usines
Le moteur électrique
La grande majorité des robots utilise des moteurs électriques en continu ou à courant alternatif dans les robots industriels et les machines-outils. Ces moteurs sont souvent préférés dans les systèmes avec des charges plus légères, et où la forme prédominante du mouvement est la rotation.
Le Moteur Piézo-électrique
Ce type de moteur est une alternative récente aux moteurs à courant continu. Les piézocéramiques qui le constituent vibrent plusieurs milliers de fois par seconde sous une excitation électrique, provoquant ainsi un mouvement linéaire ou rotatif. Les avantages de ces moteurs sont leur capacité à être intégrés pour des minuscules dimensions (de l’ordre du nanomètre), leur vitesse et la force disponible relativement à leur taille. Ces moteurs sont déjà disponibles dans le commerce, et déjà utilisés sur certains robots.
La Détection
Les capteurs de détection sont cruciaux pour les robots. Ils leur permettent de recevoir des informations sur leur environnement ou leurs composants internes. C’est essentiel pour permettre aux robots d’effectuer leurs tâches, et toute détection de changement d’environnement doit déclencher un calcul de réponse appropriée. Les capteurs de détection sont utilisés pour diverses formes de mesures : position, présence, poids, vision 2D ou 3D, vitesse, volume sonore, efforts, ….
Le Manipulateur
Les robots peuvent manipuler une multitude d’objets et les tâches correspondantes sont très variées : ramasser, modifier, détruire…
Ainsi, les «mains» d’un robot peuvent se présenter sous de multiples formes :
- Pinces mécaniques à doigts pour saisir et manipuler
- Pinces à vide pour supporter des charges très importantes à condition que la préhension surface soit assez lisse pour assurer l’aspiration
- Les mains humanoïdes qui commencent à être mises sur le marché
Le Déplacement
La plupart des robots mobiles ont quatre roues ou un certain nombre de chenilles. Certains chercheurs ont essayé de créer des robots à roues plus complexes et les moyens de locomotions des robots actuels sont très variés :
- A roues multiples
- A roue unique
- A chenilles
- A jambes ou pattes typées humanoïdes
- Rampants
- Robots volants (drones), flottants, immergés (sous-marins) ou pour l’industrie spatiale
L’interface Homme-Machine (IHM)
L’état de l’art dans l’intelligence sensorielle pour les robots devra progresser de manière significative si nous voulons que les robots améliorent leur interaction avec l’homme. Les utilisateurs peuvent avoir ou ne pas avoir de formation en robotique et par conséquent, l’interface utilisateur doit être la plus intuitive possible.
A cette fin, de plus en plus d’outils pointus sont développés :
- Reconnaissance vocale
- Communication par voix du robot
- Reconnaissance gestuelles
- Reconnaissance faciale
- Détection des expressions
- Émotions artificielles
- Personnalité simulée
- Intelligence sociale
- …
Les Acteurs du Marché de la Robotique
Le marché de la robotique industrielle dans le monde c’est :
- 1,5 millions de robots industriels opérationnels
- Environ 180 000 robots fabriqués chaque année
- Un marché de 9 milliards de dollars
- 25 milliards de dollars si on y rajoute les logiciels dédiés, les périphériques et l’ingénierie systèmes
Les plus grands fabricants de robots industriels dans le monde, tous bien connus d’HighTaiX, sont:
Le Savoir-Faire d’HighTaiX dans la Robotique
En tant qu’intégrateur, HighTaiX travaille avec les plus grands fabricants de robots industriels. En fonction des besoins sur et de l’expertise de ses équipes, les ingénieurs d’HighTaiX installent le matériel adéquat.
Parmi nos réalisations industrielles, de nombreuses comprenaient de la robotique, soit intégrée par HighTaiX, soit directement conçue par nos ingénieurs: