Le cyberblog du coyote

Les Trois lois de la robotique, écrites par l'écrivain de science-fiction Isaac Asimov, sont des règles auxquelles tous les robots positroniques qui apparaissent dans sa fiction doivent obéir. Exposées pour la première fois dans sa nouvelle "Cercle vicieux" (Runaround, 1942) mais annoncées dans quelques histoires plus anciennes, les lois sont :

1. Un robot ne peut porter atteinte à un être humain, ni, restant passif, permettre qu'un être humain soit exposé au danger.
2. Un robot doit obéir aux ordres que lui donne un être humain, sauf si de tels ordres entrent en conflit avec la première loi.
3. Un robot doit protéger son existence tant que cette protection n'entre pas en conflit avec la première ou la seconde loi.

D’après un chercheur de l’Université de l’Arizona, nous sommes à la veille d’une révolution dans l’exploration du système solaire. Des robots capables de prendre des décisions et de s’épauler les uns les autres pour explorer Mars ou Titan ne devraient pas tarder à voir le jour.
En ces premières années du XXIième siècle, on ne s’étonne presque plus des performances des rovers martiens Spirit et Opportunity. La mission Cassini et les images spectaculaires de la surface de Titan que nous a livrées le module Huygens sont elles aussi passées à l’arrière-plan. Mais le plus beau est encore à venir si l’on en croit Wolfgang Fink, actuellement en visite au célèbre California Institute of Technology à Pasadena.
Lui et ses collègues travaillent en effet sur des logiciels qui permettraient à des robots d’exploration de prendre des décisions en l’absence de l’homme mais aussi de se coordonner pour explorer plus efficacement les phénomènes à la surface de corps céleste comme Europe, Io, Mars et surtout Titan.
L’idée est de coupler un module en orbite, des rovers au sol et, lorsque l’atmosphère le permet, des ballons robotisés. Ainsi, lorsque qu’une sonde en orbite détecterait par exemple une activité inhabituelle à la surface d’une planète, comme un cryovolcan sur Titan ou même, pourquoi pas, une éruption volcanique sur Mars, elle enverrait un message à un rover sur le sol ou à un ballon pour lui demander de se rendre le plus rapidement possible sur place.
Les mouvements des rovers sur le sol martien sont déjà coordonnés avec les observations en orbite de sonde comme MRO mais cela se fait avec une intervention humaine. La vitesse de la propagation des signaux radios étant finie, les robots doivent attendre les instructions des ingénieurs terriens. Ce délai finit par devenir handicapant lorsqu’il s’agit d’explorer des mondes aux confins du système solaire comme les lunes de Jupiter ou de Saturne. Le délai entre la réception d’une image sur Terre et celle de l'instruction par le robot sur place dépasse alors deux heures.
La tâche des informaticiens et des spécialistes en robotique est donc double si l’on veut pallier l’inconvénient d’une absence de présence humaine au voisinage des corps célestes à étudier. Il faut d’abord qu’ils conçoivent des programmes d’intelligence artificielle qui permettront aux robots de prendre des décisions sur place comme le ferait un astronaute. Ensuite, ils doivent concevoir des robots capables de dialoguer entre eux pour prendre des décisions et réaliser des séries d’opérations complexes. Pour Fink, nous sommes vraiment au seuil d’une révolution majeure dans la façon de concevoir l’exploration du système solaire et il faut s’attendre à voir une prochaine génération de robots en action qui ne ressembleront à rien à ce que l’on connaît aujourd’hui. Ces déclarations évoquent l’ordinateur Hall 9000 du roman d’Arthur Clarke, 2001 l’Odyssée de l’espace. Cet ordinateur équipant le vaisseau Discovery qui pouvait se charger seul de l’exploration de Saturne.
Dans sa préface au livre de Michael Benson, A l’infini, Clarke suggérait à nouveau l’idée que les sondes robotisées actuelles n’étaient peut-être que les ancêtres de futures consciences artificielles au-delà de l’humanité. De la même manière que quelques poissons pulmonés se sont aventurés en dehors de la mer primitive avant que leurs descendants à quatre pattes n'aillent plus loin, la prochaine génération de robot suggérée par Wolfgang Fink pourrait être l’ancêtre du prochain stade d’évolution de l’intelligence dans le cosmos, destinée à se répendre à l’échelle non plus d’une planète mais d’une galaxie...

Source : Futura-Sciences

Ils jouent avec une balle, l'attrapent en vol et jonglent avec une baguette. Les robots de Masatoshi Ishikawa et Takashi Komuro ont pour la plupart la forme d'une main à trois doigts, complétée de deux caméras et leur stupéfiante rapidité a de quoi rendre jaloux un joueur de ping-pong...

Source : Futura-Sciences

Le public est de plus en plus intéressé par des robots étant capables de jouer un rôle tant de compagnon que de travailleur. Ce qui est recherché est le robot idéal: capable de comprendre les besoins de l'homme. Pour cela, il faut qu'il soit capable d'interagir avec les humains, qu'il puisse prendre une décision, et sache jouer un rôle pro-actif. Il doit également être en mesure de poser des questions si besoin, et explorer des possibilités avant d'agir.
Après plus de 4 ans de recherche et développement, des chercheurs européens en robotique, psychologie, et sciences cognitives ont mis au point ce robot tant attendu, capable de prédire les intentions de son utilisateur. L'union Européenne a financé ce projet, nommé "JAST" (Joint-Action Science and Technology), pour un budget de 6 millions d'euros. Il a pour but d'étudier les moyens par lesquels un robot peut anticiper les actions que son partenaire de travail va réaliser.
La première phase de ce projet a été d'observer la façon dont se passait la collaboration entre deux hommes. Les scientifiques ont constaté qu'un ensemble de "neurones miroir" activent une "résonance" dans le cerveau, lorsqu'une personne observe une activité. Ces résonances permettent au cerveau de stocker une copie de l'action qui vient d'être observée. Il traite l'observation d'une action de la même façon qu'il traiterait l'action elle-même.
Le projet JAST consiste à construire un système intégrant cette capacité d'observation et de miroirs. Ainsi, les robots qui en résultent connaissent la tâche qu'ils ont à effectuer. Ils l'observent, la reproduisent, et sont rapidement capables d'anticiper ou de signaler une erreur quand son partenaire n'a pas respecté la procédure habituelle. Le robot est ainsi, en quelque sorte, doué d'une conscience lui permettant d'évoluer par lui même.
L'utilité de ce robot peut s'imaginer dans des contextes très variés. Sur le site internet dédié à ce projet, le robot apprend par exemple à construire un avion miniature, en assemblant des pièces et se servant d'outils. Espérons qu'un jour notre "robot de compagnie" nous proposera une tasse de café au moment où l'on en a envie, sans avoir à le lui demander !

Pour plus d'informations sur ce projet, consulter www.euprojects-jast.net/project.htm

Mis au point par des ingénieurs de l'Université "School of Computer Science and Electronic Engineering" d'Essex (Est de l'Angleterre), ce poisson-robot aux allures d'une carpe scrute les fonds marins à la recherche de pollution.
Capable de nager 1 m par seconde, il se déplace de la même manière qu'un poisson. Il est équipé de capteurs lui permettant de détecter des intrusions de produits chimiques dans le milieu marin.
L'intérêt de lui faire prendre l'apparence d'un poisson est l'efficacité de celui-ci et sa manœuvrabilité. Équipé d'une batterie, son autonomie est de 8 heures de nage. Il rentre automatiquement au port lorsque ses batteries sont faibles pour les recharger.

On peut imaginer ce robot détecter des fuites de carburant en nageant près d'un bateau, par exemple. Dès qu'il en détecte, il transmet l'information à ses congénères, et envoie également l'information au centre scientifique via un réseau Wifi. Il a pour principe de travailler en groupe (grâce à une communication par ultrasons).
Cinq poissons-robots seront prochainement mis à l'eau à Gijon, en Espagne, pour une phase de test. Le prototype mesure 50 cm et sera encore testé pendant 8 mois. Les modèles définitifs afficheront 1,50m et devraient voir le jour avant 2010. Son coût est de 20.000 livres.

Source : Techno-Science

Ce robot a pour but d'appliquer certains traitements dans le corps humain, en quantité et aux endroits adéquats. Il ressemble à un tire-bouchon et se déplace grâce à son flagelle, comme certaines bactéries. Dénommé ABF (Bacterial Artificial Flagella), il a été étudié et conçu par le laboratoire Robotique et Systèmes intelligents de l’Ecole fédérale polytechnique de Zurich.


Robot ABF - Laboratoire Robotique et Systèmes intelligents de l’Ecole fédérale polytechnique de Zurich.
Sa taille est de 25 à 60 µm. Son "corps" est composé de plusieurs couches superposées d’iridium, de gallium, d’arsenic et de chrome, qui ont été découpées en rubans. Sa "tête" est composée de chrome, de nickel et d'or. Son déplacement est réalisé grâce à un champ magnétique. Le nickel réagit à ce champ et un logiciel (Un logiciel ou une application est un ensemble de programmes, qui permet à un ordinateur ou à un système informatique...) dirige le robot vers une destination spécifique à une vitesse de 20 micromètres par seconde.
Lors des premiers tests effectués, ce robot a été capable de transporter des microsphères de polystyrène. De nombreuses améliorations sont encore nécessaires, telle que la précision des déplacements, ou encore arriver à stopper le robot une fois la mission accomplie.
A terme, nous pouvons imaginer que ce robot pourrait être capable d'administrer des doses de médicament, ou encore d'éliminer les plaques d'athérome obstruant les artères et pouvant être à l'origine d'infarctus du myocarde...

Sources : Site de l'IRIS, Techno-Science

Festo, une société allemande, vient de présenter deux manchots entièrement robotisés, dont l’un vole à l’instar de l’empereur de l’Antarctique, c'est-à-dire dans l'eau, et l’autre dans les airs ! Mais au-delà de l’aspect spectaculaire de la réalisation, c’est une nouvelle voie vers la conception de systèmes mobiles complexes qui est ouverte.
Les manchots sont des oiseaux vivant sur la banquise antarctique et se nourrissant essentiellement de krill, comme les cachalots et autres baleines, qu’ils capturent en « volant » littéralement sous l’eau. Leurs ailes d'oiseaux, devenues nageoires, entourent un corps fusiforme. Capables de parcourir jusqu’à 100 kilomètres par jour et d’atteindre 700 mètres de profondeur, ces oiseaux ont été longuement observés par les ornithologues afin de percer les secrets de leur natation.
Des mesures effectuées en Antarctique sur des manchots vivants avaient démontré que ces animaux sont capables de parcourir 180 kilomètres avec comme seul apport énergétique la métabolisation par leur système digestif de 1 kilogramme de krill (soit le contenu approximatif de leur estomac). Cet exploit a inspiré les ingénieurs de Festo, une société allemande spécialisée dans les automatismes et qui a créé une division de robotique, baptisée Bionic Learning Network. A la Foire de Hanovre, Festo a montré un engin autonome, capable de se mouvoir comme le manchot véritable. Les tests ont montré une consommation d’énergie de 20 à 30% inférieure aux moyens de locomotion habituellement dévolus à ce type de déplacement sous l’eau.
Ces maquettes de 77 cm de longueur et 19 cm de diamètre maximum sont construites sur un squelette d’acier inclus dans une matrice de silicone flexible, leur permettant d’imiter les mouvements naturels du manchot. Les surfaces flexibles des ailerons et des pattes arrière (faisant office de gouvernail) s’orientent ainsi naturellement selon un angle optimal, leur corps flexible permettant encore plus de souplesse. Ils peuvent ainsi modifier leur angle de tangage, prendre des virages très serrés ou même nager à reculons.
Les segments de la tête, du cou et de la queue ont été conçus pour reproduire ceux de l’original, bâtis sur un assemblage de vérins, de leviers et de joints recouverts d’un revêtement souple et déformable. Ces segments sont reliés entre eux par des joints rotatifs pour une plus grande liberté de mouvement.
L’ensemble est animé par un seul moteur électrique, dont la vitesse de rotation contrôle aussi la fréquence de battement des ailes, montées sur un ingénieux système différentiel permettant d’en varier alternativement l’amplitude. Le système est conçu dans son ensemble afin que, grâce notamment avec le principe de torsion élastique des ailes en cours de battement, la nage ressemble à celle des manchots. La vitesse atteinte est de 5 km/h avec une autonomie de 6 à 7 heures.
La conception du torse des manchots peut laisser prévoir, affirme Festo, diverses applications dans d'autres domaines, comme des dispositifs de musculature artificielle ou des systèmes de préhension de précision utilisables, par exemple, en microélectronique.

Les manchots-robots de Festo en plein exercice.
Parallèlement à cette réalisation, les ingénieurs de Festo ont également construit un modèle volant, dont le torse, construit en matériaux légers, est totalement étanche et rempli d’hélium. D’une longueur cette fois de 3,70 mètres pour 88 cm de diamètre pour seulement 1 kg (sans hélium), celui-ci évolue de la même façon que le précédent, non dans l’eau, mais bien dans l’air libre !
Trois de ces manchots volants sont visibles dans la vidéo, explorant un espace délimité par des balises émettant une barrière d’ultrasons, se mouvant au moyen de nageoires animées comme leurs grands frères aquatiques, mais élaborées en mousse de polyuréthanne. Communiquant avec un centre de contrôle aussi bien qu’entre eux, ils peuvent se mouvoir indépendamment sans jamais se heurter ou évoluer en groupe comme de véritables animaux.

Source : Futura-Sciences

Une équipe de chercheurs britanniques s’emploie à compléter un modèle de poisson-robot capable de se déplacer de façon autonome, afin de détecter d’où provient la pollution en milieu aquatique. Ce poisson-robot muni de détecteurs chimiques, partira pour une tournée de reconnaissance au terme de laquelle il reviendra à son lieu de départ rapporter les informations relatives aux sources de pollution sous les eaux, signalant ainsi toute fuite de carburant en provenance des navires.
Ce poisson d’une longueur de 1,5 mètres prend l’apparence d’une carpe aux teintes fluorescentes. Il atteint une vitesse maximum d’un mètre à la seconde. Ce robot explorateur du milieu marin étonne puisqu’il navigue par ses capacités propres, ne répondant à aucune télécommande. Doté de batteries fonctionnelles durant huit heures, il retournera au quai après ce laps de temps.
Conçu par des scientifiques d’une Université d’Angleterre, cinq poissons-robots, dont on évalue le coût approximatif à 23,000 euros chacun, récolteront les informations dans un port de l’Espagne où ils descendront à l’eau pour une première fois, suite à un projet de recherche de l’Union européenne. Leur mission, déceler tout changement pouvant survenir dans l’état de l’eau occasionnant de la pollution en région portuaire, afin qu’aucun déversement accidentel de carburants n’affecte le milieu marin. Ce poisson-robot collaborera à la prévention de rejets dangereux dans l’océan.
Ces poissons se déplaçant en bancs établiront la communication entre eux grâce à wifi. Des moteurs internes leur permettront d’adopter un déplacement ondulatoire, de façon autonome. Ces robots aux allures de poissons deviendront fonctionnels et aptes à partir en mission en fin d’année 2010. Ces gentils espions divulgueront aux autorités l’emplacement des sources de pollution, espérant aller de l’avant dans les démarches visant l’assainissement des milieux marins.

Source : Sur-la-Toile

En étudiant attentivement comment lézards et cafards se déplacent efficacement sur un sol sableux, une équipe américaine a pu optimiser la démarche d'un étonnant robot marcheur à six pattes. Résultat : l'engin est quinze fois plus rapide que les rovers martiens de la Nasa...

Le 26 avril 2005, le rover martien Opportunity, qui roule alors depuis plus d'un an sur la Planète rouge, s'enlise dans une zone de sable très fin. Les ingénieurs du JPL devront reconstituer sur Terre le terrain qui a piégé le rover et mettre au point des manœuvres lentes et compliquées pour dégager le petit engin perdu sur Mars. Un an plus tard, en juin 2006, Opportunity s'enlisera de nouveau devant le cratère Victoria.

Cinq ans après son atterrissage, le rover a parcouru 13,62 kilomètres. Son frère jumeau, Spirit, arrivé une vingtaine de jours avant lui, totalise 7,53 kilomètres. L'exploit est remarquable puisqu'il s'agit de la plus longue exploration effectuée sur une planète (Opportunity a donc fait mieux que Lunakhod 1, le robot lancé par l'URSS en 1970 qui a parcouru 10,54 kilomètres sur la Lune).

Mais il est clair que l'on doit pouvoir faire mieux. Après l'immobile Phoenix, la Nasa tient prêt le prochain rover, Mars Science Laboratory, qui s'envolera pour Mars en 2011 (et non en 2009 comme prévu initialement). Comme Spirit et Opportunity, cet engin se déplacera en roulant.

Pour de futures missions sur Mars ou ailleurs, il se pourrait bien que l'explorateur soit un engin à pattes. L'hypothèse, en tout cas, est sérieusement étudiée. Au département de physique du Georgia Institute of Technology (Atlanta), Daniel Goldman dirige un laboratoire baptisé Complex Rheology And Biomechanics Lab, soit, de manière plus imagée, le Crab Lab.

Marcher sans s'enliser ? Une question de savoir-faire

Avec son équipe, il étudie comment des animaux, comme les lézards, les cafards, les tortues ou les crabes, se débrouillent pour se déplacer, parfois rapidement, sur toutes sortes de sols, encombrés d'obstacles les plus divers. Si l'homme est fier d'avoir inventé la roue, la nature ne s'en est jamais servi mais utilise les pattes avec une efficacité redoutable. Jamais un lézard ne se serait laissé ensabler comme Opportunity.

Les robots marcheurs ont depuis longtemps montré leur efficacité. Une société américaine, Boston Dynamics, a réalisé une gamme de petits robots à six pattes, hexapodes donc, les RHex, qui présentent d'impressionnantes capacités de franchissement d'obstacles, comme le montre la vidéo que nous présentons ici. Leur mécanisme est très simple puisque les pattes, courbes, tournent à la manière d'une aiguille de montre. Il n'y a donc pas d'articulation. L'équipe de Daniel Goldman a utilisé un cousin, Sandbot, un robot hexapode de 2,3 kg réalisé par Sandbox Innovations, une entreprise issue de l'université de Pennsylvanie.

Des robots RHex en pleine exploration ne sont pas arrêtés par des petits obstacles, des cailloux, du sable ou de la boue. Mais quand le sol est meuble, ils patinent beaucoup. Pour les aider à faire mieux, il suffit de leur apprendre à marcher comme les lézards et les cafards... © Boston Dynamics

Les chercheurs en ont modifié le programme interne pour lui inculquer la façon de marcher qu'adoptent lézards et cafards sur du sable très fin. Sur un tel substrat granulaire, les mouvements et le poids d'une patte (ou d'une roue) désorganisent l'assemblage des grains de sable, qui s'écroulent et provoquent ainsi l'enlisement. Le phénomène se produit d'autant plus que le mouvement est rapide. Pour s'en sortir, il faut progresser plus lentement. C'est ce que font les rovers martiens. Mais pas les animaux à pattes habitués du désert. Les chercheurs ont remarqué que, sur un sol très meuble, leurs pattes ralentissent quand elles touchent le sable tandis que leur mouvement dans l'air se fait plus rapide. En s'intéressant aux blattes, l'équipe a aussi pu observer un hexapode à l'œuvre et constater que la bonne stratégie consiste à bouger trois pattes à la fois. Pour progresser, le Sandbot pose trois pattes simultanément dans le sable et en ralentit alors le mouvement tandis qu'il l'accélère pour les trois autres, en train de tourner en l'air.

Grâce à ces astuces animales, le Sandbot reprogrammé fonce à 30 centimètres par seconde (environ 1 km/h) sur un sol extrêmement meuble, soit quinze fois la vitesse des rovers martiens de la Nasa. Avec un franchissement d'obstacles plus efficace, il a de quoi intéresser l'agence spatiale américaine. Ces recherches ont d'ailleurs aussi attiré l'attention de l'US Army. Verrons-nous un jour des drones à pattes guerroyer sur Terre ou explorer d'autres planètes ?


Source : Futura-Sciences

Un albatros prenant son envol, un insecte volant à contre-courant du vent, une samare se détachant de son arbre et virevoltant dans l’espace sans bruit lors de sa descente, une chauve-souris contournant un obstacle alors qu’on n’y voit rien, voilà autant d’observations inspirant les concepteurs de robots qui désirent se prévaloir de ces particularités dans la fabrication de robots volants.
L’espoir de parfaire leurs connaissances les porte à procéder à des observations rigoureuses du mouvement effectué par ces créatures qui glissent sur l’air avec tant de facilité. Un défi pour ces concepteurs qui misent sur la perfection rencontrée dans la nature et s’en inspirent.
Une équipe de chercheurs possédant des formations d’ingénieurs, de neurobiologistes ou de biologistes, travailleront de concert à l’étude des systèmes relatif au vol et à la navigation de ces organismes soumis à observation. Les chercheurs espèrent doter les appareils volants lourds existant présentement d’une technologie semblablement conçue, leur permettant ainsi d’accéder à plus de légèreté.
L’armée américaine, désirant promouvoir ce programme, offre la somme de douze millions de dollars pour la poursuite de recherches dans cette voie effectuées dans huit universités américaines. Trois prototypes volants à ailes battantes, imitant le mouvement de l’oiseau en vol, figurent parmi les réalisations. Ces créatures volantes livrent le secret de l’aérodynamisme à l’homme qui tente, par ses observations, de se l’approprier.
Le regard posé sur les insectes volants suggère aux chercheurs l’emploi d’un rotor flexible afin d’améliorer la performance des hélicoptères. Soumis à une expérience, les chauve-souris purent détecter un trou dans un filet avant de s’y enfiler, grâce à son système d’écholocation.
Les appareils réalisés suite à de telles recherches servent prioritairement à la fabrication de drones à l’usage de l’armée qui finance ces projets qui s’étendent également aux services policiers. Ils serviront également à d’autres usages dont la recherche de victimes, l’exploration d’un lieu à risque, la garde sous surveillance des canalisations ou des lignes où le courant circule à haute tension.

Sources : Sur la toile, Futura-sciences, Éducation-technique