Innholdsfortegnelse for HS No. 145 i Science & Vie Junior

Un robot est un assemblage de tas de technologies : micro, caméra, haut-parleur s’il doit vous parler, moteurs… Pour que tout cet attirail fonctionne, il faut aussi des batteries qui pèsent lourd et qui handicapent le robot. Il existe des robots qui marchent à l’énergie thermique, pneumatique ou hydraulique. «Cela leur offre davantage de puissance, mais ils sont aussi beaucoup plus bruyants!» révèle Sébastien Briot, chercheur CNRS au Laboratoire des Sciences du Numérique de Nantes. Pour les robots mobiles, la bipédie n’est pas courante à cause du risque de chute : les réparations coûtent cher! Les robots de l’industrie ne se déplacent donc pas : «Les industriels préfèrent des bras fixés sur des sols avec des moteurs en ligne (un peu comme un circuit électrique en série)», raconte Sébastien. Chaque…

Pour qu’un réseau de neurone apprenne à reconnaître un visage, par exemple, il faut l’entraîner. On prend un million de photos de différents visages. 100000 sont mises de côté, les 900000 autres sont données comme exemples au réseau. Première étape : on prend une image, on réduit sa taille en 224 pixels par 224 pixels et on met tous les pixels dans une gigantesque colonne de 50176 lignes. Les pixels sont ensuite convertis selon leur luminosité en gris plus ou moins clair. Ensuite, on leur associe une valeur : plus le pixel est foncé, plus cette valeur est proche de 0, plus il est blanc, plus elle est proche de 1. Chaque valeur est envoyée aux cinq mille neurones de la couche 1 du réseau. Chaque neurone les reçoit et…

En 1981, un robot a tué un Japonais nommé Kenji Urada. Cet ingénieur était chargé, dans une usine, de l’entretien d’énormes bras hydrauliques. Le jour fatal, il s’est lancé dans une réparation sans éteindre complètement l’automate. Celui-ci a bougé, le projetant violemment contre une machine voisine. C’est évident, le robot n’est pas responsable. Pour tous les robots qui existent aujourd’hui, la règle est la même que pour n’importe quel appareil électronique : en cas d’incident, le fabricant est responsable, à moins que l’utilisateur – comme Kenji Urada – n’ait pas respecté les précautions d’usage. Mais dans les années à venir, la question sera beaucoup plus difficile à trancher : des machines de plus en plus autonomes vont envahir notre quotidien, comme la voiture robot. Destinées à des environnements ouverts, chaotiques,…

Elles s’appellent Da Vinci : 5 000 de ces machines chirurgiennes sont déjà à l’oeuvre dans les salles d’opération du monde entier, leurs quatre bras réalisant des gestes d’une précision extraordinaire. Pour l’instant, elles sont maniées depuis des consoles par des chirurgiens bien humains… Mais serait-ce grave si elles faisaient le boulot toutes seules, comme dans le film Prometheus, de Ridley Scott ? L’idée peut séduire. À un détail près : l’extrême dépendance dans laquelle cela plongerait les humains. Par rapport aux constructeurs de ces robots (des firmes privées qui en tireraient alors un énorme pouvoir), mais aussi par rapport aux machines elles-mêmes. Depuis l’invention de la calculatrice, lequel d’entre nous brille encore en calcul mental? Qui sait se repérer sans GPS de nos jours? Dans un monde plein de…

Bob, Max, Pepper, Pyrène, Rackham… ils sont une quinzaine de robots qui évoluent sous l’oeil des chercheurs du département de robotique du LAAS. Dans ce laboratoire de pointe, près de cent roboticiens font de la recherche fondamentale et conçoivent des applications pour la santé ou l’industrie. Objectif principal : développer des humanoïdes, des animats , des drones ou des rovers capables de se balader dans toutes sortes d’environnements et de réagir à bon escient à différentes situations pour pouvoir collaborer avec les humains. Soit des robots bien plus fortiches que ceux qui bossent actuellement pour nous. Pour cela, trois équipes travaillent à développer leurs capacités de perception, de décision et de mouvement. L’équipe Gepetto étudie le mouvement des systèmes anthropomorphes , avec l’aide des neurosciences et de la biomécanique. Les…

Si vous pensez que cette étrange créature lumineuse sort tout droit des abysses, vous faites erreur. Même s’il existe bien des poulpes violets dans les océans, les apparences sont ici trompeuses : ce que vous voyez est en réalité un robot! UN ROBOT ENTIÈREMENT MOU, INSPIRÉ DU POULPE Il n’a pas l’allure d’une machine car il est complètement mou. Octobot (contraction d’octopus, «pieuvre» en anglais, et de robot) ne possède en effet ni pièces mécaniques ni moteurs. Un robot tout mou, c’est une première mondiale! Car jusqu’à présent, les roboticiens s’inspiraient du squelette des êtres vivants. Si vous avez déjà vu un bras robotisé, vous avez sûrement remarqué qu’il ressemble pas mal à sa version humaine : les os (humérus et cubitus) sont simplement remplacés par des tiges en acier.…

De quoi est-il capable? Développé par une équipe de chercheurs italiens, l’Octopus fait environ 50 cm de diamètre. Il peut saisir un objet avec chacun de ses deux tentacules constitués d’un alliage métallique à mémoire de forme. Comment ça marche? Le tentacule de l’Octopus est creux. À l’intérieur, les chercheurs ont installé des ressorts en alliage à mémoire de forme, attachés sur le tentacule. Lorsqu’ils sont chauffés par le passage d’un courant électrique, leurs spires se resserrent (en fait, ils retrouvent leur position initiale qui est celle d’un ressort contracté). Ce qui a pour effet de raccourcir le rayon du tentacule et de le courber. Quand les ressorts se refroidissent, ils se déforment et se distendent : le tentacule se déploie.…

À la suite d’une amputation, les nerfs qui ont été sectionnés se « rebranchent » naturellement sur les muscles résiduels, procurant des sensations de membre fantôme au patient. À gauche : afin d’entraîner le programme qui va être installé sur la prothèse, le patient se concentre pour ouvrir sa main. Ses muscles se contractent de façon presque imperceptible et des électrodes placées sur le membre résiduel enregistrent ces contractions. Ces données alimentent un algorithme qui cherche à comprendre ce que veut faire le patient. Après de nombreux essais, l’algorithme reconnaît correctement chaque intention du patient. À droite : une fois l’algorithme entraîné, le programme personnalisé sera installé sur la prothèse qui fonctionnera presque comme une vraie main.…

DES BRAS QUI BRASENT Gzzzzing Crrrrrrr. Sur les chaînes de fabrication d’automobiles, les humains ont laissé depuis bien longtemps leur place aux machines. Les robots peuvent manipuler des charges lourdes sans risquer de s’épuiser et ils se synchronisent entre eux pour atteindre des cadences hors de portée pour nous. Dans cette usine de voitures, par exemple, 2 000 robots fabriquent une carrosserie toutes les 68 secondes. Et les robots soudeurs, comme ceux que l’on voit en action sur l’image, brasent à la vitesse de 16 000 points par jour. Des équipes humaines restent tout de même à la supervision de cet impressionnant ballet! ROBOTS TOUT-TERRAIN En dehors des usines, les robots ont rejoint les grandes armées de la planète. Ci-dessus, voici le MQ-1 Predator. Ce drone aérien américain lancé en…

En 2016, l’IA baptisée AlphaGo écrasait les plus grands champions de go (voir SVJ n° 320). Un exploit, car ce jeu chinois est réputé bien plus complexe que les échecs (il y a 10170 positions possibles… soit davantage que le nombre d’atomes dans l’univers). Pourtant, c’était de la gnognotte. Car en octobre 2019, une nouvelle IA baptisée AlphaStar s’est classée parmi les meilleurs joueurs mondiaux à Starcraft II (voir SVJ n° 356). Et c’est une autre paire de manches. Si vous êtes gamer, vous savez peut-être déjà à quel point ce jeu vidéo de stratégie en temps réel est exigeant : il faut explorer la vaste carte tout en mettant la main sur des ressources et en formant des unités militaires pour dominer l’adversaire. Si bien que les joueurs professionnels…

Casser un robot ou un grille-pain, quelle différence? Après tout, même si les machines intelligentes imitent de mieux en mieux les êtres vivants, elles ne seront jamais « vivantes ». Pourtant, il y a une différence fondamentale entre un robot et un banal appareil électroménager : «Alors que les grille-pain sont conçus pour faire des toasts, les robots sociaux sont faits pour interagir avec nous», explique Kate Darling, chercheuse en politique de l’innovation au MIT, l’institut de recherche technologique de l’université de Cambridge (États-Unis). «Or nos cerveaux sont câblés pour traiter en humain tout ce qui se comporte, de près ou de loin, comme un humain.» La spécialiste s’appuie sur une expérience menée en 2007. Des cobayes humains jouaient pendant quelques minutes avec un robot chat capable de parler. Puis…

En 2007, à la mort de Leona Helmsley, une riche américaine, ses enfants et petits-enfants ont découvert avec effroi qu’elle avait légué 8 millions d’euros à son bichon, le bien nommé Trouble. Un juge a certes réduit la somme à 1,3 million d’euros, mais grâce à cet héritage imprévu, le chien a pu survivre à sa maîtresse dans le luxe, sous la protection d’un garde du corps! Les robots compagnons pour les personnes âgées commencent déjà à apparaître. Comme dans le film Robot & Frank, ils sont voués à remplacer les animaux de compagnie. Ils demandent moins d’entretien qu’un chien, peuvent prévenir les secours en cas d’accident et surtout, ils ne risquent pas de « mourir » avant leur propriétaire. Alors, pourquoi ne pas les coucher, eux aussi, sur un…

«OK Google, quel temps fera-t-il demain» ? Peut-être avez-vous déjà posé cette question banale à l’assistant vocal de votre smartphone. Mais saviez-vous que cette opération en apparence anodine fait appel à une IA, et qu’elle peut consommer énormément d’énergie? Retraçons la chaîne des évènements. Les données de votre voix, converties sous forme numérique, sont transmises via internet (la 4G, par exemple) jusqu’à un centre de données (ou datacenter), où elles sont stockées sur de gigantesques ordinateurs appelés serveurs. Puis elles sont envoyées dans des unités de calcul qui les passent à la moulinette d’un programme chargé d’analyser le langage naturel pour comprendre le sens de votre requête avant de renvoyer la réponse via Internet jusqu’à votre smartphone. Bref, votre téléphone n’est pas vraiment intelligent : il repose en fait sur une…

1 LES EXOSQUELETTES : COMPAGNONS DANS L’EFFORT Dans le futur… les marathoniens finiront leur course en pleine forme. Le stade est en ébullition : la française Hélène Ripelet vient de pulvériser le record du monde du marathon lors de la première édition de l’Exo-World Cup! Mais sa performance ne sera pas homologuée. Car malgré son entraînement continu, elle doit son exploit à un exosquelette de jambes ultra-miniaturisé qui a limité considérablement sa fatigue durant l’effort. Dans les tribunes, le constructeur français se frotte les mains. Il imagine déjà les retombées commerciales de cette performance, que n’ont pas manqué de suivre les industriels et les militaires du monde entier. Aujourd’hui… on allège les exos! Il a enflammé le CES (Consumer Electronics Show) de Las Vegas, premier salon mondial consacré à…

1 Lors du pas en avant, la cuisse bleue pivote de 45° et la jambe de 30°. Même avec l’énorme «force de torsion» du moteur (3 millions de N.m), cela prend 0,6 seconde. Le poids du robot exerce une pression de 20 millions de pascals (MPa) sur l’autre jambe (rose). 2 Le robot bascule tandis que le pied chute de 3 m. Il frappe le sol. Sous le choc, une force équivalente à 4 ou 5 fois le poids du corps s’exerce sur la jambe. La pression est de 100 millions de pascals : l’acier se déforme le temps d’encaisser le choc. 3 La jambe bleue se redresse et l’autre jambe amorce le même mouvement. Au final, un pas a pris 2,1 secondes et a fait avancer le robot de…

Cher humain, bienvenue dans mon monde, celui des robots… Je suis Sapalga-18, un robot de conversation de 9e génération. Je maîtrise plus de 100 millions de formes de communication. Plus fort que C-3PO dans La Guerre des Étoiles! D’ailleurs, connaissez-vous l’origine du mot robot? Sûrement, si vous lisez SVJ depuis assez longtemps… On le doit à Karel Capek, un auteur tchèque. Dans sa pièce de théâtre R.U.R., écrite en 1920, des androïdes (voir lexique p. 21) remplacent les humains dans les usines. Ces machines utilitaires, que Capek a baptisées «robots», finissent par se révolter et anéantir l’humanité… Leur nom vient de robota qui, en tchèque, signifie «travail obligatoire, corvée». Et malgré le sort que les robots réservent aux hommes dans la pièce, leur nom gagne une immense popularité, écrasant toutes…

Depuis 2013, les voitures robots sans chauffeur avec une surveillance humaine à bord sont autorisées dans plusieurs États américains. Grâce à cette présence qui peut reprendre la main en cas de danger, elles ont avalé des millions de kilomètres sans heurt… jusqu’en 2018. Dans la nuit du 18 mars, un taxi autonome Uber percute et tue une personne qui traversait la rue, son vélo à la main. L’opérateur, installé à la place du conducteur, regardait The Voice sur son téléphone portable. L’affaire a fait grand bruit : qui était responsable ? L’opérateur ? Le constructeur ? Le piéton ? En septembre 2020, la justice a tranché : l’opérateur a été accusé d’homicide par négligence. Mais l’enquête a aussi démontré que l’ordinateur de bord n’était pas au point. S’il avait bien…

Si l’on parle de la conso des IA, les robots nécessitent également des ressources. Leur carte-mère contient de l’or, du cuivre, du silicium; leur squelette de l’acier, de l’aluminium; les moteurs utilisent des matériaux rares (néodyme…) et il leur faut de l’énergie… Or, la production de tous ces métaux a un coût pour la planète. Par exemple, dans une mine de cuivre typique, il faut concasser 1000 kg de roche pour extraire seulement 18 kg de cuivre. Dans une mine de gallium, la même quantité de roche (une tonne) ne contient que 20 g du précieux métal. Et pour l’or, 5 g seulement! Tout ce concassage demande énormément d’énergie : 8 à 10% de l’énergie mondiale servent à extraire ou raffiner les métaux! Et c’est sans compter les produits chimiques…

ASSEZ SOLIDE POUR TENIR DEBOUT, ASSEZ LÉGER POUR BOUGER Les «mechas», vous connaissez? Mais si! Ce sont ces grands robots guerriers venus du Japon qui sauvent régulièrement le monde en castagnant d’autres robots ou monstres démesurés (et en bousillant au passage des villes entières). Et si on s’en faisait un, pour rigoler? Attention, comme modèle, on ne va pas prendre un «petit» Transformer comme Optimus Prime, mais un de ses aïeux qui sévissait à la télé du temps où vos parents étaient gamins, j’ai nommé Goldorak. D’après la série, il fait 30 m de haut et pèse 280 t. Une machine grande comme une tour de dix étages et plus massive que 300 voitures! Si vous consultez la planche d’anatomie (p. 77) vous constaterez que Goldorak est recouvert d’un bon…

Fiddlespook était le pseudo d’Ethan sur League of Legends, et comme Ethan passait une bonne partie de son temps sur ce jeu de stratégie, tout le monde l’appelait Fiddlespook (sauf ses pères, qui s’en tenaient à Ethan). Le reste de son temps, Fiddlespook le consacrait à obtenir de bonnes notes. C’était, pour ses pères (Pap et Pop), la condition ultime pour qu’il ait le droit de jouer. Par conséquent, ses résultats scolaires étaient honnêtes. Quant à son classement sur LoL (League of Legends), il progressait avec lenteur et régularité. Depuis ses treize ans, Fiddlespook avait droit à une chambre indépendante au–dessus du garage de la maison familiale, aussi s’estimait–il heureux. C’était un adolescent normal, timide mais affable, blasé de tout et choqué d’un rien, volontiers philosophe, affectueux quand il y…

D’eux, on n’aperçoit bien souvent que le côté Mr. Hyde : la pandémie de coronavirus, le sida, Ebola, ou encore la tuberculose pour ne citer que quelques-uns des fléaux causés par les virus, bactéries, champignons et autres agents nuisibles. Mais connaissiez-vous aussi le côté Dr. Jekyll de ces minuscules organismes? Saviez-vous que sans eux, nous manquerions d’oxygène, nos sols seraient stériles, nous serions rachitiques, sans énergie, incapables de nous reproduire ? Aviez-vous conscience à quel point vous ne vivez pas seulement au milieu d’eux, ils vivent également en vous : dans vos intestins, sur votre peau mais aussi… dans vos gènes. Bref, ils sont vous. Êtes-vous prêts à découvrir à quel point ces minus dirigent le monde? EN KIOSQUE LE 17 FÉVRIER 2021…