Chapitre 2 : Robot autonome
Un robot qui peut fonctionner indépendamment du contrôle humain est appelé robot autonome. W. Grey Walter est crédité d'avoir construit les premiers robots entièrement autonomes à la fin des années 1940. Ces robots ont reçu les noms d'Elmer et d'Elsie et étaient connus comme leur environnement. Ils ont été les premiers robots jamais construits dans l'histoire du monde qui étaient destinés à avoir le libre arbitre et ont été conçus pour « penser » de la même manière que le font les cerveaux biologiques.
Parmi les exemples du passé, citons plusieurs sondes spatiales. Les voitures autonomes et les aspirateurs sont deux exemples de la technologie moderne. Les bras robotiques industriels qui travaillent sur les chaînes de montage au sein des usines peuvent également être qualifiés de robots autonomes, malgré le fait que leur autonomie est limitée en raison de l'environnement hautement contrôlé dans lequel ils opèrent et du fait qu'ils ne peuvent pas se déplacer librement.
La capacité d'un robot à se chercher lui-même est le principal facteur déterminant s'il a ou non une autonomie physique totale. De nombreux robots alimentés par batterie disponibles sur le marché aujourd'hui ont la capacité de localiser et de se connecter à une station de charge. Certains jouets, tels que l'Aibo de Sony, ont même la capacité de s'auto-amarrer pour charger leurs batteries.
La proprioception, souvent connue sous le nom de capacité à ressentir son propre état intérieur, est la base de l'auto-entretien. Dans le cas où le robot aurait besoin de charger ses batteries, le robot peut détecter par proprioception que ses batteries sont faibles, et à ce moment-là, il recherche le chargeur. La surveillance de la chaleur est réalisée à l'aide d'un autre type typique de capteur proprioceptif. Il sera nécessaire que les robots aient une proprioception accrue afin qu'ils puissent fonctionner indépendamment autour des humains et dans des environnements hostiles. Les capteurs proprioceptifs se présentent sous diverses formes, dont les plus courantes sont la détection thermique, optique et haptique, ainsi que l'effet Hall (électrique).
Ressentir des choses sur son environnement est un exemple d'extéroception. Pour qu'ils puissent accomplir leurs tâches et rester hors de danger, les robots autonomes doivent être équipés d'une variété de capteurs environnementaux.
Le spectre électromagnétique, le son, le toucher, les produits chimiques (odeur, odeur), la température, la portée de divers objets et l'altitude sont tous des exemples de capteurs extéroceptifs courants.
Certains robots aspirateurs sont équipés de détecteurs de saleté qui détectent la quantité de saleté ramassée et utilisent ces informations pour leur dire de rester plus longtemps dans une zone. Certains robots tondeuses adapteront leur programmation en détectant la vitesse à laquelle l'herbe pousse au besoin pour maintenir une pelouse parfaitement coupée. De plus, certains robots tondeuses détecteront la vitesse à laquelle l'herbe pousse au besoin pour maintenir une pelouse parfaitement coupée.
Lorsqu'il s'agit d'un comportement autonome, l'étape suivante consiste à réaliser une activité physique. Les robots domestiques sont un domaine relativement nouveau qui commence à montrer un potentiel économique. En 2002, des entreprises comme iRobot et Electrolux ont été les premières à commercialiser des robots aspirateurs miniatures. Même si ces systèmes n'ont pas un très haut degré d'intelligence, ils sont capables de parcourir de grandes distances et de piloter dans des conditions étroites comme les résidences en utilisant des capteurs tactiles et sans contact. Ces deux robots utilisent des algorithmes propriétaires pour fournir une couverture plus importante que ce qui serait possible par un simple rebond aléatoire.
La capacité d'un robot à effectuer des tâches conditionnelles est nécessaire pour passer au niveau suivant de performance des tâches autonomes. Par exemple, les robots de sécurité peuvent apprendre à identifier les intrus et à réagir de manière prédéterminée en fonction de l'emplacement de l'intrus dans le bâtiment. En septembre 2021, par exemple, Amazon (la société) a lancé son produit Astro pour une utilisation dans les soins aux personnes âgées, la surveillance à domicile et la sécurité.
Il est nécessaire qu'un robot soit capable d'aller d'un endroit à un autre et d'être conscient de sa position actuelle afin qu'il puisse « localiser » ses actions. L'utilisation du guidage par fil pour ce type de navigation a été mise au point dans les années 1970, tandis que la triangulation basée sur des balises n'a été utilisée qu'au début des années 2000. Les robots utilisés dans les applications commerciales sont aujourd'hui capables de naviguer de manière autonome en fonction de la détection de caractéristiques naturelles. Le robot médical Pyxus HelpMate et le robot de garde CyberMotion, tous deux construits dans les années 1980 par des pionniers dans le domaine de la robotique, ont été les premiers robots commerciaux à accomplir cet exploit. Au début, ces robots se déplaçaient dans les bâtiments à l'aide de plans d'étage CAO préparés manuellement, de la détection par sonar et d'autres modifications de suivi des murs. La prochaine génération de robots mobiles, tels que le PatrolBot et le fauteuil roulant autonome de MobileRobots, tous deux lancés en 2004, sont capables de générer leurs propres cartes laser d'un bâtiment et peuvent traverser des espaces ouverts en plus des couloirs. Si quelque chose se met en travers du chemin, leur système de contrôle s'ajustera à la volée pour choisir un autre itinéraire.
Au départ, la navigation autonome dépendait de capteurs planaires, qui sont des capteurs qui ne peuvent percevoir qu'à un seul niveau. Les télémètres laser sont des exemples de capteurs planaires. Dans les systèmes les plus modernes d'aujourd'hui, les informations recueillies à partir d'une variété de capteurs sont combinées afin d'effectuer la localisation (positionnement) ainsi que la navigation. Des systèmes tels que Motivity sont capables de recartographier un bâtiment entier par eux-mêmes et peuvent s'appuyer sur une variété de capteurs dans diverses parties de la structure, en fonction du capteur qui offre les données les plus précises à un moment donné.
La majorité des robots d'intérieur sont conçus pour explorer les lieux accessibles aux personnes handicapées en manipulant les ascenseurs et les portes électroniques plutôt qu'en montant des marches, ce qui est une tâche qui nécessite une technologie très spécialisée. Les robots ont désormais la possibilité de se déplacer librement à l'intérieur des environnements grâce à des interfaces de contrôle d'accès électroniques. Des recherches sont actuellement menées sur des robots capables de déverrouiller manuellement les portes et de monter les escaliers par eux-mêmes.
Au fur et à mesure que ces approches intérieures progressent, les robots aspirateurs obtiendront la capacité de nettoyer une pièce ou un sol entier tel que défini par l'utilisateur. Ensemble, les robots de sécurité seront en mesure d'encercler tous les envahisseurs et de bloquer leur chemin hors du bâtiment. Des précautions concomitantes sont introduites à la suite de ces progrès technologiques. Les cartes internes des robots permettent souvent d'établir des « zones interdites », ce qui empêche les robots d'accéder indépendamment à des endroits particuliers.
Lorsque vous volez dans les airs, il est plus facile d'atteindre la liberté en plein air car il y a moins de barrières. Les missiles de croisière sont des exemples de robots hautement autonomes et potentiellement mortels. L'utilisation de drones télécommandés à des fins de reconnaissance est de plus en plus courante. Certains de ces véhicules aériens sans pilote, souvent appelés UAV, sont capables d'accomplir toute leur mission sans l'aide d'un pilote humain à aucun moment, à l'exception peut-être de l'atterrissage, qui peut nécessiter l'aide d'une personne utilisant une télécommande radio. Cependant, plusieurs types de drones ont la capacité d'effectuer des atterrissages contrôlés mais automatisés. Il a été déclaré qu'un vaisseau autonome, appelé vaisseau drone autonome du port spatial, sera créé en 2014, et son premier test opérationnel devrait avoir lieu en décembre de la même année.
En raison des facteurs suivants, l'autonomie extérieure est le plus difficile pour les véhicules terrestres :
une topographie tridimensionnelle
De grandes variations dans la densité de la surface
Urgences causées par la météo
l'instabilité de l'environnement qui se fait sentir
Dans le domaine de la robotique autonome, il y a quelques défis non résolus qui sont propres à la discipline elle-même plutôt que de faire partie de la quête plus large de l'intelligence artificielle. Selon le livre Autonomous Robots : From Biological Inspiration to Implementation and Control écrit par George A. Bekey, certains des défis à surmonter incluent la garantie que le robot est capable de fonctionner correctement et ne rencontrera aucun obstacle lorsqu'il fonctionnera seul.
Indépendance énergétique et recherche de nourriture
Les chercheurs qui s'intéressent à la création d'une vie artificielle authentique s'intéressent non seulement au contrôle intelligent, mais aussi à la capacité du robot à récupérer ses propres approvisionnements via le processus de recherche de nourriture (recherche de nourriture, qui comprend à la fois de l'énergie...
