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Un robot est une machine qui fonctionne automatiquement et peut s'adapter aux changements de son environnement. Bien que le mot "robot" ait été utilisé pour la première fois dans l'écrivain tchèque Karl Capeks de 1921, "Rossums Universal Robots" ("Robots universels de Rossums"), a été bricolé avec des machines qui fonctionnent sans guide humain depuis l'époque des Pharaons. Un aliment de base de la science-fiction, les robots constituent un segment de plus en plus important de notre société, effectuant de nombreuses tâches trop dangereuses ou trop fastidieuses pour l'homme.
Système de contrôle
Au niveau le plus élémentaire, les êtres humains et les autres animaux survivent grâce à un principe appelé rétroaction. Les êtres humains sentent ce qui se passe autour d'eux et réagissent en conséquence. L'utilisation de la rétroaction pour contrôler le fonctionnement d'une machine remonte à au moins 1745, quand le propriétaire anglais de scierie Edmund Lee a utilisé ce principe pour améliorer le fonctionnement de sa scierie éolienne. Chaque fois que le vent changeait de direction, ses ouvriers devaient déplacer le moulin à vent pour compenser. Lee a ajouté deux éoliennes plus petites à la plus grande. Ces éoliennes plus petites ont alimenté un essieu qui tournait automatiquement le plus grand face au vent.
Un système de contrôle de robots utilise les commentaires tout comme le cerveau humain. Toutefois, au lieu d’une collection de neurones, le cerveau d’un robot consiste en une puce de silicium appelée unité de traitement centrale, ou CPU, similaire à la puce qui exécute votre ordinateur. Notre cerveau décide quoi faire et comment réagir au monde en se basant sur les commentaires de nos cinq sens. Un processeur de robots fait la même chose en fonction des données collectées par des dispositifs appelés capteurs.
Capteurs
Les robots reçoivent des informations de capteurs imitant les sens humains, telles que des caméras vidéo ou des dispositifs appelés résistances à la lumière qui fonctionnent comme des yeux ou des microphones qui agissent comme des oreilles. Certains robots ont même un toucher, un goût et une odeur. La CPU des robots interprète les signaux provenant de ces capteurs et ajuste ses actions en conséquence.
Actionneurs
Pour être considéré comme un robot, un appareil doit avoir un corps sur lequel il peut se déplacer en réaction aux commentaires de ses capteurs. Les corps de robot sont constitués de métal, de plastique et de matériaux similaires. À l'intérieur de ces corps se trouvent de petits moteurs appelés actionneurs. Les actionneurs imitent l'action du muscle humain pour déplacer des parties du corps du robot. Les robots les plus simples consistent en un bras avec un outil attaché pour une tâche particulière. Des robots plus avancés peuvent se déplacer sur des roues ou des bandes de roulement. Les robots humanoïdes ont des bras et des jambes qui imitent le mouvement humain.
Source de courant
Pour fonctionner, un robot doit être alimenté. Les êtres humains tirent leur énergie de la nourriture. Après avoir mangé, la nourriture est décomposée et convertie en énergie par nos cellules. La plupart des robots tirent leur énergie de l'électricité. Les bras robotiques fixes comme ceux qui fonctionnent dans les usines automobiles peuvent être branchés comme n'importe quel autre appareil. Les robots qui se déplacent sont généralement alimentés par des piles. Nos sondes spatiales et satellites robotiques sont souvent conçus pour capter l’énergie solaire.
End effectors
Afin d'interagir avec l'environnement et d'exécuter les tâches qui lui sont assignées, les robots sont équipés d'outils appelés effecteurs finaux. Celles-ci varient en fonction des tâches pour lesquelles le robot a été conçu. Par exemple, les ouvriers des usines robotiques ont des outils interchangeables tels que des pulvérisateurs de peinture ou des torches de soudage. Les robots mobiles tels que les sondes envoyées sur d'autres planètes ou les robots de neutralisation des bombes ont souvent des pinces universelles qui imitent la fonction de la main humaine.