La robotique est un domaine de l'intelligence artificielle qui traite de l'étude de la création de robots intelligents et efficaces.
Que sont les robots?
Les robots sont les agents artificiels agissant dans l'environnement du monde réel.
Objectif
Les robots visent à manipuler les objets en percevant, en sélectionnant, en déplaçant, en modifiant les propriétés physiques de l'objet, en le détruisant ou en ayant un effet libérant ainsi la main-d'œuvre des tâches répétitives sans s'ennuyer, se distraire ou s'épuiser.
Qu'est-ce que la robotique?
La robotique est une branche de l'IA, composée de génie électrique, de génie mécanique et d'informatique pour la conception, la construction et l'application de robots.
Aspects de la robotique
- Les robots ont construction mécanique, forme ou forme conçue pour accomplir une tâche particulière.
- Ils ont composants électriques qui alimentent et contrôlent les machines.
- Ils contiennent un certain niveau de Programme d'ordinateur qui détermine quoi, quand et comment un robot fait quelque chose.
Différence entre le système de robot et les autres programmes d'IA
Voici la différence entre les deux -
| Programmes d'IA | Robots |
|---|---|
| Ils opèrent généralement dans des mondes stimulés par ordinateur. | Ils opèrent dans le monde physique réel |
| L'entrée d'un programme d'IA se fait sous forme de symboles et de règles. | Les entrées des robots sont des signaux analogiques sous forme de forme d'onde vocale ou d'images |
| Ils ont besoin d'ordinateurs à usage général pour fonctionner. | Ils ont besoin d'un matériel spécial avec des capteurs et des effecteurs. |
Locomotion robotique
La locomotion est le mécanisme qui rend un robot capable de se déplacer dans son environnement. Il existe différents types de locomotion −
- À pattes
- À roues
- Combinaison de locomotion à pattes et à roues
- Glissement/dérapage suivi
Locomotion à pattes
- Ce type de locomotion consomme plus d'énergie tout en démontrant marcher, sauter, trotter, sautiller, monter ou descendre, etc.
- Il faut plus de moteurs pour accomplir un mouvement. Il convient aussi bien aux terrains accidentés qu'aux terrains lisses où une surface irrégulière ou trop lisse lui fait consommer plus de puissance pour une locomotion à roues. Il est peu difficile à mettre en œuvre en raison de problèmes de stabilité.
- Il vient avec la variété d'une, deux, quatre et six pattes. Si un robot a plusieurs jambes, la coordination des jambes est nécessaire pour la locomotion.
Le nombre total de possibilités allures (une séquence périodique d'événements de levage et de libération pour chacune des jambes totales) qu'un robot peut parcourir dépend du nombre de ses jambes.
Si un robot a k jambes, alors le nombre d'événements possibles N = (2k-1)!.
Dans le cas d'un robot bipède (k=2), le nombre d'événements possibles est N = (2k-1) ! = (2*2-1) ! = 3 ! = 6.
Il y a donc six événements différents possibles -
- Lever la jambe gauche
- Libération de la jambe gauche
- Lever la jambe droite
- Libération de la jambe droite
- Lever les deux jambes ensemble
- Libérer les deux jambes ensemble
En cas de k=6 jambes, il y a 39916800 événements possibles. La complexité des robots est donc directement proportionnelle au nombre de pattes.
Locomotion à roues
Il nécessite moins de moteurs pour accomplir un mouvement. Il est peu facile à mettre en œuvre car il y a moins de problèmes de stabilité en cas de plus grand nombre de roues. Il est économe en énergie par rapport à la locomotion à pattes.
- Roue standard − Tourne autour de l'axe de roue et autour du contact
- Roue pivotante − Tourne autour de l'axe de roue et du joint de direction décalé.
- Suédois 45o et suédois 90o Les roues molles − Omni-wheel, tourne autour du point de contact, autour de l'axe de la roue et autour des rouleaux.
- Boule ou roue sphérique − Roue omnidirectionnelle, techniquement difficile à mettre en œuvre.
Locomotion par glissade/dérapage
Dans ce type, les véhicules utilisent des chenilles comme dans un char. Le robot est dirigé en déplaçant les chenilles à différentes vitesses dans la même direction ou dans la direction opposée. Il offre une stabilité en raison de la grande surface de contact de la piste et du sol.
Composants d'un robot
Les robots sont construits avec les éléments suivants -
- Alimentation − Les robots sont alimentés par des batteries, de l'énergie solaire, des sources d'alimentation hydrauliques ou pneumatiques.
- − Ils convertissent l'énergie en mouvement.
- Moteurs électriques (AC/DC) − Ils sont nécessaires pour le mouvement de rotation.
- Muscles pneumatiques à air − Elles se contractent de près de 40 % lorsqu'elles sont aspirées d'air.
- Fils musculaires − Ils se contractent de 5% lorsqu'un courant électrique les traverse.
- Moteurs piézo et moteurs à ultrasons − Idéal pour les robots industriels.
- Sensors − Ils fournissent des informations en temps réel sur l'environnement de la tâche. Les robots sont équipés de capteurs de vision pour calculer la profondeur dans l'environnement. Un capteur tactile imite les propriétés mécaniques des récepteurs tactiles du bout des doigts humains.
Vision par ordinateur
Il s'agit d'une technologie d'IA avec laquelle les robots peuvent voir. La vision par ordinateur joue un rôle essentiel dans les domaines de la sûreté, de la sécurité, de la santé, de l'accès et du divertissement.
La vision par ordinateur extrait, analyse et comprend automatiquement les informations utiles d'une seule image ou d'un ensemble d'images. Ce processus implique le développement d'algorithmes pour accomplir une compréhension visuelle automatique.
Matériel du système de vision par ordinateur
Cela implique −
- Source d'alimentation
- Dispositif d'acquisition d'images tel qu'une caméra
- Un processeur
- Un logiciel
- Un dispositif d'affichage pour surveiller le système
- Accessoires tels que supports de caméra, câbles et connecteurs
Tâches de la vision par ordinateur
- OCR − Dans le domaine informatique, Optical Character Reader, un logiciel de conversion de documents numérisés en texte modifiable, qui accompagne un scanner.
- Détection des visages − De nombreux appareils photo à la pointe de la technologie sont équipés de cette fonctionnalité, qui permet de lire le visage et de prendre la photo de cette expression parfaite. Il est utilisé pour permettre à un utilisateur d'accéder au logiciel en cas de correspondance correcte.
- Reconnaissance d'objets − Ils sont installés dans les supermarchés, les caméras, les voitures haut de gamme telles que BMW, GM et Volvo.
- Estimation du poste − Il s'agit d'estimer la position d'un objet par rapport à la caméra comme dans la position de la tumeur dans le corps humain.
Domaines d'application de la vision par ordinateur
- L’agriculture
- Véhicules autonomes
- Biométrie
- Reconnaissance des caractères
- Médecine légale, sécurité et surveillance
- Contrôle qualité industriel
- La reconnaissance faciale
- Analyse des gestes
- Géosciences
- Imagerie médicale
- Surveillance de la pollution
- Contrôle de processus
- Télédétection
- Robotique
- Transport
Applications de la robotique
La robotique a joué un rôle déterminant dans divers domaines tels que −
- Secteurs − Les robots sont utilisés pour manipuler les matériaux, couper, souder, colorer, percer, polir, etc.
- Militaire − Les robots autonomes peuvent atteindre des zones inaccessibles et dangereuses en temps de guerre. Un robot nommé Daksh, développé par l'Organisation de recherche et de développement pour la défense (DRDO), a pour fonction de détruire en toute sécurité des objets potentiellement mortels.
- et Médicales − Les robots sont capables d'effectuer simultanément des centaines de tests cliniques, de réhabiliter des personnes handicapées à vie et d'effectuer des chirurgies complexes telles que des tumeurs cérébrales.
- Exploration − Les robots grimpeurs utilisés pour l'exploration spatiale, les drones sous-marins utilisés pour l'exploration océanique sont pour n'en nommer que quelques-uns.
- Divertissement − Les ingénieurs de Disney ont créé des centaines de robots pour la réalisation de films.