Robotique

nao_ld_1_0

La robotique est l’ensemble des techniques permettant la conception et la réalisation de machines automatiques ou de robots.

L’ATILF définit le robot de la manière suivante : « Appareil effectuant, grâce à un système de commande automatique à base de micro-processeur, une tâche précise pour laquelle il a été conçu dans le domaine industriel, scientifique ou domestique ».

De cette définition découlent deux interprétations : la première serait de voir le robot comme une machine, qui possède des capteurs, un système logique et des actionneurs. Il est matériel. La deuxième laisse penser qu’un robot peut aussi être virtuel (voir Bot informatique).

La robotique actuelle trouve des applications dans différents domaines (liste non exhaustive) :

  • la robotique industrielle,
  • la robotique domestique,
  • la robotique médicale,
  • la robotique militaire,
  • la robotique scientifique, par exemple pour l’exploration de l’espace (aérobot), des fonds marins (robots sous-marins autonomes), dans les laboratoires d’analyse (robotique de laboratoire), etc., ou encore
  • la robotique de transport (de personnes et de marchandises), avec par exemple ROPITS (Robot for Personal Intellingent Transport System), Robosoft, RoboCourier, etc.

Un robot est un système alimenté en énergie qui évolue dans un environnement statique ou dynamique, il est formé d’un microcontrôleur ainsi que d’un ou plusieurs capteurs et actionneurs.

La conception d’un robot se base sur son cahier des charges. Elle comprend l’analyse du comportement souhaité pour le robot et sa synthèse théorique, à l’aide notamment des théories d’asservissement, ainsi que l’implémentation logicielle et matérielle du robot.

La structure d’un robot est contrôlée de manière à effectuer une ou un ensemble de tâche. Ce contrôle inclut trois phases distinctes qui se répètent en boucle : la perception, le traitement et l’action. Un robot fonctionne par l’exécution continue d’un programme informatique constitués d’algorithmes. Ce programme est écrit dans un langage de programmation dont la nature est choisie par le constructeur.

La phase de perception est assurée par l’utilisation de capteurs, ou par un système d’information externe (GPS) qui permet un géopositionnement. Les capteurs donnent une information à propos de l’environnement ou des composants internes (p.ex. position d’un moteur ou d’un vérin, état d’une LED, etc.). Cette information est utilisée pour calculer l’ordre approprié à envoyer aux actionneurs.

La phase de traitement est assurée par un microcontrôleur, elle peut varier en complexité. À un niveau réactif, un robot peut traduire l’information brute d’un capteur directement en commande d’un actionneur(p.ex. un arrêt d’urgence ; si un obstacle est détecté alors arrêt des moteurs). Avec des tâches plus sophistiquées, il faut utiliser des algorithmes. On peut entre autres utiliser des opérations mathématiques simples ou complexes, la trigonométrie, des conditions (si…alors…) et d’autres outils dépendants du langage utilisé.

La phase d’action est réalisée à l’aide d’actionneurs.

Le Musée Informatique Personnel