Un robot est une machine qui fonctionne automatiquement et qui peut s'adapter aux changements de son environnement. Bien que le mot "robot" ait été utilisé pour la première fois en 1921 par l'écrivain tchèque Karl Capek, "Rossum's Universal Robots", les êtres humains bricolent des machines qui fonctionnent sans guide humain depuis l'époque des Pharaons. Un élément essentiel de la science-fiction, les robots constituent un segment de plus en plus important de notre société, effectuant de nombreux travaux qui sont trop dangereux ou fastidieux pour les êtres humains.

Système de contrôle

Au niveau le plus fondamental les êtres et autres animaux survivent grâce à un principe appelé feedback. 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, lorsque le propriétaire d'une scierie anglaise Edmund Lee a utilisé le principe pour améliorer le fonctionnement de son moulin à vent. Chaque fois que le vent changeait de direction, ses ouvriers devaient déplacer le moulin à vent pour compenser. Lee a ajouté deux plus petits moulins à vent au plus grand. Ces moulins à vent plus petits alimentaient un essieu qui faisait automatiquement tourner le plus grand pour faire face au vent.

Le système de contrôle d'un robot utilise le feedback comme le cerveau humain. Cependant, au lieu d'une collection de neurones, le cerveau d'un robot se compose d'une puce de silicium appelée unité centrale, ou CPU, qui est similaire à la puce qui fonctionne sur votre ordinateur. Nos cerveaux décident quoi faire et comment réagir au monde sur la base des retours de nos cinq sens. Les processeurs d'un robot font la même chose sur la base des données collectées par les capteurs.

Capteurs

Les robots reçoivent des informations provenant de capteurs qui imitent les sens humains tels que les caméras vidéo ou les périphériques appelés résistances dépendant de la lumière. fonctionnent comme des yeux ou des microphones qui agissent comme des oreilles. Certains robots ont même du toucher, du goût et de l'odorat. La CPU du robot interprète les signaux de ces capteurs et ajuste ses actions en conséquence.

Actionneurs

Pour être considéré comme un robot, un appareil doit avoir un corps qu'il peut déplacer en réaction aux retours de ses capteurs . Les corps de robot sont constitués de métal, de plastique et de matériaux similaires. À l'intérieur de ces corps sont 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 marches. Les robots humanoïdes ont des bras et des jambes qui imitent le mouvement humain.

Alimentation électrique

Pour fonctionner, un robot doit avoir du pouvoir. Les êtres humains tirent leur énergie de la nourriture. Après avoir mangé, la nourriture est décomposée et transformée en énergie par nos cellules. La plupart des robots tirent leur énergie de l'électricité. Les bras robotiques stationnaires 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 batteries. Nos sondes spatiales robotisées et satellites sont souvent conçus pour collecter l'énergie solaire.

Effecteurs d'extrémité

Pour interagir avec l'environnement et effectuer les tâches qui leur sont assignées, les robots sont équipés d'outils appelés effecteurs terminaux. Ceux-ci varient en fonction des tâches que le robot a été conçu pour effectuer. Par exemple, les ouvriers d'usine robotique ont des outils interchangeables tels que des pulvérisateurs de peinture ou des torches de soudage. Les robots mobiles tels que les sondes envoyées à d'autres planètes ou robots de dépôt de bombes ont souvent des préhenseurs universels qui imitent la fonction de la main humaine.