L'histoire de la robotique

L'histoire de la robotique

1990

1956

1738

3500av JC

Les animats

L'intelligence artificielle .

Premières mécaniques

Les automates

1915

1960

2000

1600 av JC

Les humainoïdes

Les rovers

L'horlogerie

.La cybernétique

L'histoire de la robotique

2015

1871

2010

2000

Le machine learning

Les drones

Les exosquelettes

Les robots chirurgiens

Les première mécanique

Apparue vers 3500 av. J-C. la roue est considérée comme le premier ouvrage technique significatif de l’histoire de l’humanité, que ce soit pour les tours de potiers ou pour le transport.

La cybernétique

Les automates autorégulés forment la base de la cybernétique. Ici les automates ne se contentent pas d’effectuer des mouvements préprogrammés, mais interagissent avec leur environnement, qui les gouverne. Quelques exemples : Le chien électrique de Hammond et Miessner (1915) se guide à la lumière, tout comme Philidog, le chien de Henri Piraux (1928) et le renard de Ducrocq (1953).

La tortue cybernétique de W. Grey Walter (1950) était équipée de capteurs tactiles et lumineux lui permettant d’explorer son environnement

Les robots chirugiens

En 1983, Arthrobot (Vancouver, Canada) le premier robot utilisé lors d’une opération chirurgicale se contentait de répondre aux commandes vocales et de passer les instruments chirurgicaux. C’est en 2000, soit 17 ans plus tard, que le premier robot véritablement chirurgien, nommé Da Vinci, était autorisé par la FDA (Food and Drug Administration) à effectuer certains types d’opérations, apportant une plus grande précision, fiabilité, et des risques réduits d’infection en comparaison d’une intervention humaine. C’est un robot très onéreux, coutant la bagatelle de deux millions d’euros (pour le modèle le plus récent). Il en existe toutefois plus de 1500 dans le monde…

Le machine learning

Serait-ce enfin l’ère de l’intelligence artificielle ?

Oui et non. Le machine learning représente un progrès énorme dans la quête de l’intelligence artificielle, mais nous sommes encore loin d’une véritable intelligence artificielle globale… Le machine learning consiste à utiliser une base de données très grande, dans laquelle le programme va reconnaitre des correlations (c’est-à-dire des points communs), afin d’établir des règles prédictives. Par exemple, lorsque vous remplissez un recaptcha de Google, vous supervisez l’apprentissage d’un programme de reconnaissance de texte ou d’images, en indiquant à un programme « ceci est une image de chat ». Le programme dispose ainsi d’une base de donnée gigantesque de photos de chat identifiés comme tels et peut alors à l’aide de calculs parallèles massifs reconnaître les points communs de ces photos (ou de groupes d’entre elles) afin de pouvoir à l’avenir reconnaître un chat, même de dos !

L'horlogerie

Les clepsydres (horloges à eau) furent probablement inventées vers 1600 av. J-C. en Egypte. De simples bols percés dont l’écoulement régulier permettait une mesure rudimentaire du temps, elles furent perfectionnées en Grèce quelques siècles avant Jésus Christ, avant de constituer de véritables automates sophistiqués sous les civilisations chinoises et arabes du premier millénaire.

L’horlogerie est aussi le berceau des premiers automates dont nous avons la trace, le plus ancien conservé étant le coq automate des Trois Rois de l’horloge astronomique de la cathédrale Notre-Dame de Strasbourg.

Les exosquelettes

*Qu’ils soient biomécaniques ou motorisés, ces squelettes externes mécaniques auraient de nombreuses applications : dans la médecine afin d’aider les personnes handicapées motrices à se déplacer, ou même dans le domaine militaire afin de rendre les soldats plus forts et endurants.

L’exosquelette biomécanique HAL (Hybrid Assisted Limb) détecte les intentions de mouvement pour les assister et permet de soulever des masses jusqu’à 10 fois plus lourdes. Il peut aider des personnes à mobilité réduite à retrouver l’usage de leurs jambes par un accompagnement dégressif.

L’exosquelette motorisé Rex (2010) consiste lui en de véritables jambes robotiques commandées par un Joystick et permet à une personne entièrement paralysée (paraplégie complète) de se déplacer, même si ce n’est encore qu’avec des mouvements relativement lents.

Les animats

Animaux artificiels, ils sont l’objet d’une branche particulière de la cybernétique dont l’objectif est de copier les mécanismes du vivant. Si le terme animat ne fut définit qu’en 1985 par S.W. Wilson, en revanche les machines inspirées du vivant ont de tous temps stimulé les artistes et savants.

On attribue par exemple à Archytas de Tarente (IVème siècle av. J-C.) ce qui est considéré comme le premier animat de l’histoire de l’humanité, bien avant les premières horloges et automates dont nous avons des traces physiques : un pigeon de bois capable de voler, propulsé par de la vapeur. Aucun vestige, aucune photo ou représentation fidèle de ce mécanisme n’existe toutefois.

Léonard de Vinci aurait aussi construit un automate de lion, présenté à la cour de François Ier en 1515. Une réplique à été reconstituée en 2010 à partir de bribes d’informations (source Wikimedia Commons). Le canard de Vaucanson en est certainement un autre exemple. Bien plus récemment (1990-2001), on peut mentionner Brachiator, un robot reproduisant la brachiation du Gibbon se déplaçant de branche en branche. Le robot serpent de Miller (1994-2005 site officiel) et le robot-gecko Stickybot capable de grimper aux vitres (2006) sont d’autres exemples d’animats. Beaucoup d’autres ont été développés depuis, comme les quadrupèdes Spot et Spotmini (en vidéo) de Boston Dynamics (société rachetée par Google en 2013).

Les rovers

Véhicules destinés à explorer la surface de planètes de façon quasiment autonome, effectuer des mesures et prélever des échantillons, les rovers (ou astromobiles) furent développés par les russes dès les années 1960, tel le Lunokhod 1. La Nasa développa aussi des rovers à partir de 1970 dans le cadre du programme Apollo. Sojourner explora la planète Mars en 1997 et Curiosity en 2012.

L'intelligence artificielle

Dans la droite ligne de la cybernétique, l’objectif de rendre les machines intelligentes a mené Alan Turing à définir en 1950 une méthode afin de tester la présence d’une conscience ou d’une intelligence au sein d’une machine. C’est le test de Turing, discuté de nos jours, mais certainement fondateur dans le domaine de l’intelligence artificielle, tout comme les travaux de John McCarthy qui définit le terme d’ « intelligence artificielle » (1956). En 1963, le programme « General Problem Solver » préfigure l’apparition des systèmes experts tels que Dendral (1965), programmes ou outils capables de reproduire les capacités d’analyse et de raisonnement de spécialistes : démonstrations mathématiques, diagnostics, etc. En 1970, le programme SHRDLU pouvait discuter et raisonner sur les éléments d’un monde prédéfini, contenant des cubes et des pyramides. L’environnement très simple de ce programme donna de faux espoirs quand à la faisabilité d’un programme intelligent dans des situations plus complexes de la réalité.

Les drones

Le premier avion « motorisé » est probablement le Planophore d’Alphonse Penaud de 1871, un avion miniature très léger dont l’hélice était actionnée par un caoutchouc enroulé autour d’un axe… En 1891, on peut citer l’oiseau mécanique (ornithoptère) de Gustave Trouvé, qui battait des ailes et pouvait parcourir 70 mètres.

Les premiers quadricoptères datent des années 1922-1923. Ils étaient à l’époque très peu manœuvrables ! Rien à voir avec les drones devenus très populaires ces dernières années, équipés de caméras et utilisés par les journalistes, photographes, pompiers, services de sécurité, etc.

Il y a au final peu de différences entre un drone, un avion radio-commandé (modélisme) ou un UAV (Unmaned Aerial Vehicle – Avion sans pilote).

Les automates

Un des automates les plus surprenants est certainement le canard digérateur de Jacques de Vaucanson (1738). Capable de boire, manger, cancanerm et digérer comme un véritable animal, il fut malheureusement détruit dans un incendie au milieu du XIXème siècle et il n’en reste que des photographies.

L’automate d’Henri Maillardet (1826) inspira Brian Selznick, auteur du roman pour enfants « L’invention de Hugo Cabret » adapté au cinéma dans le film d’animation de Martin Scorcese.

Les humainoïdes

Le premier robot humanoïde est probablement du à Léonard De Vinci, qui présenta en 1495 un chevalier en armure capable de s’asseoir, relever sa visière et bouger ses bras. Après avoir découvert ses notes et schémas en 1950, une réplique fonctionnelle fut construite et exposée au musée de Berlin.

Le onzième robot développé par Honda, Asimo, est capable de courir (2000). La dernière version de 2011 peut sautiller sur un pied, courir à 9km/h, manipuler des objets délicatement comme remplir un gobelet, communiquer en langage des signes, etc.

Développé en 2005-2006, Nao est un petit robot humanoïde de la société française Aldebaran Robotics. Il est autonome, programmable et forme une plateforme pédagogique idéale pour la recherche et l’enseignement. Une version « Next Gen » améliorée a été lancée fin 2011.