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Les limites de la robotique



  1. #1
    Attila

    Les limites de la robotique


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    Bonjour Madame. My name is Attila

    Ma spécialité aujourd’hui se situe en reconnaissance des formes et traitement d’image. Mes domaines d’application ne sont pas en robotique, mais en analyse de document. Ce qui ne m’empêche pas de m’intéresser aux applications de ces techniques à la robotique (et à la robotique en général, d’ailleurs).

    Je reprends votre définition, considérant essentiellement un robot comme un système doté de capteurs, d’actionneurs et d’une architecture de contrôle (j’ajouterais, si vous m’autorisez, que cette architecture de contrôle est un automate, déterministe ou probabiliste). On peut considérer qu’il existe aussi un composant dont la tâche est de construire une « représentation interne » (je reprends ici une idée développée par « mbollaert » dans le débat « Intelligence Artificielle ») à partir des informations fournies par les senseurs. On peut aussi imaginer une architecture sans représentation interne, dans laquelle les sorties sont plus directement des fonctions des entrées. J’imagine que dans certains cas, ce dernier type d’architecture peut avoir son intérêt. Mais on peut penser que dans le cas général, une représentation interne donne plus de puissance au système.

    Ma question concerne les limites actuelles de la robotique. Je considère une opération que l’homme sait réaliser, et dont on peut raisonnablement penser qu’elle est suffisamment simple pour qu’une machine puisse aussi la réaliser. Si aujourd’hui, celle-ci ne le peut pas, cela provient-il :

    - des capteurs (caméra, radar, sonar, télémètre, capteurs mécaniques, etc …)
    - des algorithmes de construction de la représentation interne à partir des informations fournies par les capteurs.
    - de la logique de prise de décision de l’automate (ceci inclut la logique de navigation pour les robots mobiles).
    - des actionneurs (ou d’une manière plus générale, de la partie mécanique du robot) qui sont sans doute loin d’être aussi précis par exemple que la main de l’homme.

    Je prends encore en considération deux autres facteurs, qui sont de nature différente des quatre premiers, puisqu’ils ne sont pas associés à une des quatre composantes du robot qui ont été définies précédemment, mais qui ont leur importance dans le développement général de la robotique :

    - La puissance de calcul disponible dans un environnement limité comme un robot mobile.
    - Le coût (financier).

    Je prends un exemple concret, celui de l’aspirateur domestique. Aujourd’hui, on commence à trouver sur le marché quelques produits (2 ou 3). D ‘après les renseignements que j’ai pu obtenir auprès d’industriels spécialistes de ce domaine, il s’agit juste de « ramasse-miettes ». Autrement dit, leur architecture mécanique est telle qu’ils ne possèdent pas une grande puissance d’aspiration et, de plus, leur forme géométrique les empêche d’aller dans les recoins : ils ne sont pas conçus comme les aspirateurs classiques, dans lesquels on trouve d’une part un corps central de volume assez important, et d’autre part, un tuyau souple qui permet d’aller dans tous les recoins. On imagine en effet la difficulté qu’il y aurait sur le plan de la mécanique à réaliser un robot sur le modèle de l’aspirateur manuel. Au lieu de cela, les robots aspirateurs ont généralement une forme de cylindre assez aplati, qui contient tout : les batteries, le système d’aspiration, le calculateur, la logique de navigation, etc … Cet aspect mécanique doit le limiter dans ses déplacements. En particulier, il doit avoir des difficultés à aller sous les meubles ou dans les coins. De plus, cela limite énormément sa puissance d’aspiration : il fonctionne sur batteries et non sur secteur, le volume de son sac est très réduit, etc …
    Les prix varient entre 200 € et 1000 €. Pour les modèles bas de gamme, les capteurs se réduisent à des senseurs mécaniques qui renseignent le robot sur le fait qu’il est rentré en contact avec un objet. Les modèles haut de gamme utilisent un sonar.
    Par ailleurs, il existe des robots aspirateurs industriels beaucoup plus gros, servant à traiter de grandes surfaces (ex : hangars), et qui donnent satisfaction.
    On peut donc se demander pourquoi il n’existe pas aujourd’hui de robot aspirateur ménager ayant les performances de l’aspirateur manuel. Si l’on élimine les contraintes de coût et de puissance de calcul, serait-il possible aujourd’hui de concevoir un robot aspirateur aussi performant qu’un être humain utilisant un robot manuel ?

    Les plus grands succès de la robotique se situent aujourd’hui, à ma connaissance, dans le secteur automobile. Sans doute parce qu’il s’agit d’une industrie lourde, capable d’investir massivement dans une technologie, si le retour sur investissement est quasi-assuré. De plus, un certain nombre de facteurs ont du simplifier les problèmes : maîtrise de l’éclairage, fixité des robots, etc …
    Dans le domaine spatial, il ne semble pas qu’on puisse se passer de l’être humain, bien que le coût de celui-ci dans l’espace soit énorme, par rapport à celui d’un robot : approvisionnement en oxygène, en nourriture, traitement des déchets, problèmes de température, de pression, etc … On utilise des robots pour les missions lointaines pour lesquelles on ne peut pas encore envoyer des humains. Mais on envisage de toutes façons à terme d’en envoyer. Et pour les missions en orbite terrestre, on envoie généralement des humains.

    Donc, pour essayer de résumer ma question : peut-on dresser une liste aujourd’hui de ce qui constitue les limites ou les points durs de la robotique, en précisant par exemple : telle fonction ne peut pas être réalisée parce que nous ne disposons pas d’actuateurs adaptés au problème. Ou encore, parce que les asservissements ne sont pas assez précis. Ou encore, parce que le système de prise de décision ne possède pas une capacité de généralisation suffisante. Ou encore, parce que les algorithmes de construction de la représentation interne ne sont pas assez performants, etc …

    En tant que non-spécialiste de la robotique, je me pose souvent la question de savoir pourquoi on ne peut pas réaliser telle ou telle tâche à l’aide d’un robot. Et en tant que chercheur travaillant dans le domaine de la reconnaissance des formes et le traitement d’images sur des applications non - robotiques, j’aimerais en savoir plus sur les applications de ces technologies à la robotique, et en particulier quelles sont les limites des algorithmes actuels chargés de la construction de la représentation interne (stéréoscopie, analyse de séquences d’images, restitution 3D, etc …). Et si cette dernière question ne correspond pas exactement à votre spécialité, sans doute pouvez-vous m’indiquer des liens vers des sites intéressants…

    Merci d’avance,

    Attila

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  2. #2
    A.Guillot

    Re : Les limites de la robotique

    Pitié avec ces questions si longues...!! Il me faudrait vraiment énormément de temps pour répondre de manière précise à toutes vos interrogations, temps que je n'ai malheureusement pas.

    Pour être (trop) brève, il y a encore de très grosses limitations à la robotique actuelle. Pour qu'un robot soit réellement efficace, il faut qu'il soit polyvalent - comme tout système vivant si simple soit-il - et qu'il ait par dessus le marché une autonomie décisionnelle importante, pour savoir quoi faire à tout moment et prendre des décisions en fonction du contexte environnemental. Ca signifie qu'il doit se forger ses connaissances lui-même sans dépendre de l'Homme et s'accommoder de tout changement de l'environnement.
    Il faut aussi qu'il ait une autonomie énergétique sans faille, pour pouvoir survivre le plus longtemps possible en exerçant toutes ses tâches.
    On est loin du compte (les robots actuels savent faire beaucoup de choses isolément très bien, mais pas beaucoup de choses en même temps très bien), sans doute pour des raisons techniques mais aussi logicielles, car pour qu'un robot polyvalent puisse acquérir ces autonomies décisionnelles et énergétiques, il faudrait dans l'idéal qu'il se fabrique lui-même, car tout capteur ou actionneur qu'on lui impose biaise certainement ses capacités futures. J'ai indiqué déjà dans une autre réponse qu'il y a des bribes de cette autoconstruction dans le projet Golem de l'Université Brandeis, par exemple.

    Dans tous les travaux et techniques de votre domaine que vous citez (reconnaissance de formes et autres), demandez vous combien de connaissances implicites humaines sont encore fournies aux algorithmes correspondants - car c'est bien là que résident les actuelles limitations robotiques - et vous aurez une petite idée de ce qui reste à un chercheur comme vous à inventer pour évacuer le plus possible l'homme de ce circuit !

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