thumb|upright=1.5|Nao, un robot humanoïde. thumb|upright=1.5|Des robots industriels au travail dans une usine.
La robotique est l'ensemble des techniques permettant la conception et la réalisation de machines automatiques ou de robots. Par extension, la robotique fait aussi référence à l'ensemble des domaines scientifiques et industriels en rapport avec la conception et la réalisation de robots.
De cette définition découlent deux interprétations : la première serait de voir le robot comme une machine, qui possède des capteurs, un système logique et des actionneurs. Il est matériel. La deuxième laisse penser qu'un robot peut aussi être virtuel« C dans l'air : Les robots sont parmi nous » Un reportage de France 5, 15 mars 2012. (voir bot informatique).
La robotique actuelle trouve des applications dans différents domaines (liste non exhaustive) : la robotique industrielle ; la robotique domestique ; la robotique médicale (incluant la robotique de rééducation ); la robotique militaire ; la robotique sociale ; la robotique scientifique, par exemple pour l'exploration de l'espace Barnes D.P., Summers, P., Shaw, A., An investigation into aerobot technologies for planetary exploration (étude sur la technique des aérobots pour l'exploration planétaire), in Proc. 6th ESA Workshop on Advanced Space Technologies for Robotics and Automation, ASTRA 2000. ESTEC Noordwijk, NL, pp. 3.6-5, December 2000. A. Colozza, G. A. Landis, et V. Lyons, Overview of Innovative Aircraft Power and Propulsion Systems and Their Applications for Planetary Exploration (vue d'ensemble sur les nouveaux systèmes de propulsion des aéronefs et leurs applications dans l'exploration planétaire), NASA TM-2003-212459 (juillet 2003). (aérobot), des fonds marins (robots sous-marins autonomes), dans les laboratoires d'analyse (robotique de laboratoire) ; la robotique de transport (de personnes et de marchandises), avec par exemple ROPITS (Robot for Personal Intellingent Transport System)., Robosoft., RoboCourier.
Étymologie thumb|upright=0.4|Isaac Asimov, écrivain. Le mot robotique est dérivé de robot. Selon le dictionnaire anglais Oxford, le mot robotique a été utilisé en version imprimée pour la première fois par Isaac Asimov, écrivain américain né en Russie, dans son récit de science-fiction Menteur!, publié en dans Astounding Science Fiction. Dans certains autres ouvrages d'Asimov, il affirme que la première utilisation du mot robotique était dans sa courte histoire Runaround (Astounding Science Fiction, ). Toutefois, la publication originale de Menteur! est antérieure à celle de Runaround de cinq mois, de sorte que le premier est considéré comme étant à l'origine du mot.
Asimov n'était initialement pas conscient d'avoir popularisé le mot. Il a supposé que le terme existait déjà, par analogie avec « mécanique » (comme « positronique » avec « électronique »), et d'autres termes similaires dénotant des branches de science appliquéeMais le docteur est d'or (Titre original : Gold) Pocket, p. 235..
Préhistoire thumb|200px|Schéma hypothétique de l'appareil digestif du canard de Vaucanson. On trouve dans les récits de mythologie de la Grèce antique des références à des humanoïdes artificiels, ainsi l'assistant mécanique fabriqué par le dieu Héphaïstos. Au , Héron d'Alexandrie est l'inventeur des premiers automates, si l'on en croit du moins les appareillages qu'il décrit dans son Traité des pneumatiques (). On lui doit par exemple un projet de machine utilisant la contraction ou la raréfaction de l'air pour ouvrir les portes d'un temple ou faire fonctionner une horloge, ceci en vue de « susciter l'étonnement et l'émerveillement »« Documentaire : Les grandes découvertes de l'antiquité ? » Reportage de France 5, 21/06/2010.
Autre préfiguration du robot, cette fois dans la mythologie juive, le golem : être artificiel, généralement humanoïde, fait d’argile, incapable de parole et dépourvu de libre-arbitre mais conçu de façon à défendre son créateur.
Beaucoup plus tard viendront, les machines de Léonard de Vinci, au Les remarquables inventions de Léonard de Vinci, Futura Sciences, 11 mars 2017 puis, au , puis celles de Jacques Vaucanson, qui construit son premier automate dans les années 1730 à des fins ludiques et qui vers 1750, perfectionne les métiers à tisser en les automatisant par hydraulique.
Histoire
L'histoire de la robotique s'inscrit dans celle, plus vaste, du développement et de la prolifération des machines, qui débute au avec la révolution industrielle. Elle commence donc avec l'automate. La différence fondamentale entre l'automate et ce que deviendra le robot au tient à ce que le premier obéit à un programme strictement préétabli, que ce soit de manière mécanique ou électrique, alors que le second dispose de capteurs et d'appareillages électroniques, de sorte que ses actions découlent de ses contacts avec son environnement, ce qui - à la différence de l'automate - le rend autonome, « intelligent », au point que l'on parlera plus tard d'intelligence artificielle.
La robotique commence au début du . Le chien électrique conçu par John Hammond et Benjamin Miessner en 1915, les machines de l'ingénieur Bent Russell (1913), du psychologue John Stephens (1929) et de l'eléctrochimiste Thomas Ross (1935)Agnès Guillot et Jean-Arcady Meyer, La bionique. Quand la science imite la nature, Junod, 2008, p. 66, les tortues cybernétiques de William Grey Walter (1950), le renard électronique d'Albert Ducrocq (1953) ou l'homéostat de W. Ross Ashby (1952). Ces robots sont, en général, des répliques simplifiées plus ou moins réussies d'animaux existants. Il s'agit, cependant, des premières réalisations de la reproduction artificielle du réflexe conditionné, encore appelé réflexe de Pavlov, qui constitue la base des comportements adaptatifs, lesquels sont à la base des comportements du vivant« Document en anglais : A cybernetic zoo », Joost Rekveld, 15/02/2007.
L'apparition de robots destinés à la guerre date de la Seconde Guerre mondiale, avec le Goliath, une mine filoguidée pouvant être actionnée à distance.
La robotisation de l'industrie commence dans les années 1960, dans le secteur automobile, puis va se répandre jusqu'à ce que l'on connaît aujourd'hui« Les robots industriels », Audrey Vautherot, 13/04/2007.
À la fin du , la robotique de transport (de personnes) fait son apparition avec le métro de Lille, qui est le premier métro au monde à utiliser la technologie de véhicule automatique léger (VAL), ou la ligne 14 du métro parisien, seule ligne du réseau métropolitain de Paris exploitée de manière complètement automatique dès sa mise en service ().
Les robots domestiques destinés au grand public, quant à eux, font leur apparition plus tard, au début du , avec par exemple les aspirateurs ou tondeuses autonomes« Futura sciences : Les robots domestiques, du rêve à la réalité », Daniel Ichbiah, Dossier du 26/10/2009.
Toujours au début du mais sur le plan militaire cette fois-ci, se développent les tourelles automatiques sur les navires de guerre, les appareils volants sans pilotes (voir drone), l'exosquelette motorisé ou encore les « mules »(BigDog en est un exemple).
Robot
thumb|Robot en phase de programmation. Un robot est un système alimenté en énergie qui évolue dans un environnement statique ou dynamique, il est formé d'un microcontrôleur ainsi que d'un ou plusieurs capteurs et actionneurs.
La conception d'un robot se base sur son cahier des charges. Elle comprend l'analyse du comportement souhaité pour le robot et sa synthèse théorique, à l'aide notamment des théories d'asservissement, ainsi que l'implémentation logicielle et matérielle du robot.
La structure d'un robot est contrôlée de manière à effectuer une ou un ensemble de tâche. Ce contrôle inclut trois phases distinctes qui se répètent en boucle : la perception, le traitement et l'action. Un robot fonctionne par l'exécution continue d'un programme informatique constitué d'algorithmes. Ce programme est écrit dans un langage de programmation dont la nature est choisie par le constructeur.
La phase de perception est assurée par l'utilisation de capteurs, ou par un système d'information externe (GPS) qui permet un géopositionnementD. Scaramuzza, M. Chli, P. Furgale, M. Hutter, R. Siegwart, "Perception : Sensors - Autonomous Mobile Robots", ETH Zürich - Autonomous Systems Lab. Les capteurs donnent une information à propos de l'environnement ou des composants internes (p.ex. position d'un moteur ou d'un vérin, état d'une LED, etc.). Cette information est utilisée pour calculer l'ordre approprié à envoyer aux actionneurs.
La phase de traitement est assurée par un microcontrôleur, elle peut varier en complexité. À un niveau réactif, un robot peut traduire l'information brute d'un capteur directement en commande d'un actionneur (p.ex. un arrêt d'urgence ; si un obstacle est détecté alors arrêt des moteurs). Avec des tâches plus sophistiquées, il faut utiliser des algorithmes. On peut entre autres utiliser des opérations mathématiques simples ou complexes, la trigonométrie, des conditions (si…alors…) et d'autres outils dépendants du langage utilisé.
La phase d'action est réalisée à l'aide d'actionneurs.
Recherche en robotique thumb|left|Un exosquelette biomécanique.
Les institutions les plus connues dans la recherche en robotique sont : Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA), aux États-Unis ; National Robotics Initiative (NRI), aux États-Unis ; Centre national de la recherche scientifique (CNRS), en France ; Institut national de recherche en informatique et en automatique (INRIA), en France ; Institut national des sciences et technologies industrielles avancées (NIAIST), au Japon. Auxquels il faut ajouter des universités (parfois regroupées comme avec le FARI - AI for the Common Good belge), laboratoires privés et entreprises de beaucoup de pays.
Au début du la Commission européenne renforcé ses financements (outre les aides des programmes-cadres de financement de la recherche et de l’innovation, ce sont 600 M€ (millions d’euros) qui ont été investis de 2007 à 2012 pour aider plus de 120 projets portant sur . L'UE estimait en 2012 que la demande mondiale alimenterait un marché de 15,5 milliards d’euros en 2010, dont 3 en Europe)Communiqué (2012) Stratégie numérique: la Commission et les entreprises européennes de la robotique résolues à promouvoir l’expansion et la performance du secteur 18 septembre 2012Que fait l’UE dans le domaine de la robotique ? Projets financés par l’UE entre 2007 et 2012 ; source : CORDIS. La commission européenne a soutenu la création d'un réseau européen de recherche en robotique.
Les défis des chercheurs portent désormais sur les points suivants (liste non exhaustive) :
Microrobotique et nanorobots
Ils sont un champ d'étude en plein essor. La compréhension des phénomènes physiques dans la manipulation à l'échelle du micromètre et la miniaturisation des mécanismes sont d'un intérêt crucial pour la microingénierie. Les recherches concernent aussi bien les capteurs, que les actionneurs et les préhenseurs. Ces robots miniatures pourraient avoir un rôle significatif en matière de santé.
Multipédie, quadrupédie ou bipédie ? Depuis la fin du , de nombreux roboticiens se concentrent sur la locomotion humaine et animale. C'est un problème difficile, étant donné que le mouvement de la marche est non linéaire et correspond au maintien d'un équilibre dynamique, très consommateur de calcul et/ou d'énergie s'il n'est pas optimal. La tendance, au début de ces recherches était alors de copier la flexibilité, la robustesse, la dextérité et l'adaptabilité des insectes.