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Auteur(s)
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Philippe COIFFET : Membre de l'Académie des technologies
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Lire l’articleINTRODUCTION
Vue de ce début du XXIe siècle, l'histoire des robots peut clairement se répartir en trois grandes phases. La première s'étend de l'Antiquité à la fin de la Seconde Guerre mondiale, longue période durant laquelle le concept reste du domaine des mythes et des idées. La seconde s'achève dans la décennie 1980-1990. Elle correspond à l'émergence de la robotique scientifique et à la maîtrise des robots industriels à poste fixe. La troisième phase dont nous sommes les témoins, très encouragée par l'extension extraordinaire de l'informatique, est à la recherche de la maîtrise du robot de service mobile, au comportement autonome et à son insertion conviviale au sein de la société humaine.
Ce dossier s'intéresse aux concepts et définitions du robot ainsi qu'aux classifications des robots industriels telles qu'arrêtées, mais toujours valides, dans la décennie 1980-1990. L'article suivant est dédié aux problématiques actuelles issues des notions de mobilité et d'autonomie qui n'étaient pas ou très peu concernées par la robotique industrielle.
Avant même de classer, suivant certains critères ou certaines spécifications, un ensemble d'objets complexes, il faut être capable de déterminer ce qui peut unir tous ces objets dans un même ensemble, et ce qui les sépare du reste du monde. Bien entendu, lorsque les distinctions s'affinent, la détection de frontières inattaquables entre sous-groupes devient de plus en plus malaisée : il n'est pas rare d'entendre qu'un animal attribué par des spécialistes à telle race ou à telle espèce, doit, en fait, être considéré comme appartenant à telle autre. Le phénomène est particulièrement patent, par exemple, pour ce qui relève des animaux fossiles, disparus de nos jours.
En ce qui concerne les robots, nous devons donc commencer par leur établir une « carte d'identité » qui amène à reconnaître certains objets comme ayant « le droit » de se nommer « robots ». Après quoi, il s'agira de découvrir les critères permettant de les séparer en divers groupes ayant chacun leur unité propre. Ces deux problèmes ne sont ni simples ni complètement résolus en dépit de l'existence de certaines définitions normalisées et de certaines classifications proposées par des spécialistes.
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Une possibilité de classification générale4. D'autres classifications possibles
Sur la figure 4, en gardant une optique basée sur l'usage industriel, et en considérant le robot comme une machine relativement universelle et formant un tout isolable, on a représenté quelques sous-ensembles importants. Si cette importance devient le premier facteur à considérer dans une application, chaque sous-ensemble doté de ses attributs peut devenir un mode de classification. On a vu que, pour l'instant, seules la structure mécanique et la commande ont entraîné une classification, mais le poids du robot, la charge utile transportée, la vitesse et la précision, le système perceptif, ou encore le type d'énergie fourni au robot (encadré 1) peuvent très bien être choisis comme critères de sélection donc de classification.
Les robots industriels étant essentiellement à poste fixe, l'énergie qui leur est nécessaire fait presque toujours appel soit à des fluides compressibles (énergie pneumatique) ou non compressibles (énergie hydraulique), soit à l'électricité (énergie électrique). Il n'en est pas de même des robots mobiles qui, étant des véhicules, peuvent utiliser les types d'énergie habituellement rencontrés sur ces derniers (énergie thermique, pile à combustibles, énergie nucléaire, etc.). De même, en microrobotique, si les dimensions du robot atteignent le millimètre, c'est l'énergie électrostatique qui devient prépondérante et les moteurs sont directement usinés dans des microblocs de silicium en utilisant les techniques du type VLSI (very large scale integration).
Les vérins pneumatiques se rencontrent sur presque tous les robots séquentiels, car l'air comprimé est un fluide bon marché et disponible dans toutes les usines. Par ailleurs, les robots séquentiels fonctionnent en mode tout ou rien, en allant pour chaque articulation d'une butée à l'autre, ce qui signifie qu'ils n'ont pas besoin d'asservissements. Et justement l'asservissement pneumatique est un système délicat à réaliser, essentiellement parce que l'air est compressible, ce qui peut engendrer des comportements instables.
L'énergie hydraulique, malgré son nom, utilise l'huile de préférence à l'eau comme fluide (problèmes d'oxydation et faible pouvoir lubrificateur de l'eau)....
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