Percevoir, réfléchir, agir.

Un aspirateur-robot avance doucement en heurtant un mur, un chariot d'entrepôt suit une droite peinte, un rover se déplace lentement sur Mars. Ils semblent très différents, mais en coulisses, ils exécutent tous la même boucle. Apprends cette boucle une fois et chaque leçon de ce labo pourra s'y intégrer.

Un robot est une machine qui détecte ce qui l'entoure, exécute un programme pour choisir quoi faire et déplace quelque chose pour agir en fonction de ce choix, encore et encore. Trois parties rendent cela possible :

• Les capteurs mesurent le monde et le robot lui-même : la distance jusqu'à un mur, la rotation des roues, l'inclinaison, la lumière.
• Un contrôleur est le logiciel (qui fonctionne sur un petit ordinateur) qui transforme les nombres des capteurs en commandes. C'est un ensemble de règles et de calculs écrits par des humains.
• Les actionneurs sont les éléments qui créent le mouvement, le plus souvent des moteurs électriques qui font tourner les roues.

La boucle. Les trois parties sont reliées dans un cycle qui se répète plusieurs fois par seconde :

1. Détecter : lire les capteurs.
2. Réfléchir : le programme compare ce qu'il a mesuré avec ce qu'il veut obtenir et détermine une commande.
3. Agir : envoyer la commande aux moteurs.

Le mouvement du robot modifie ensuite ce que voient les capteurs, et le cycle recommence. Comme le résultat de l'action est mesuré et réinjecté dans la décision suivante, on appelle cela une boucle de rétroaction. La rétroaction est l'idée la plus importante de toute la robotique. Un robot sans rétroaction n'est qu'un jouet qui rejoue un enregistrement, comme tu le verras dans la dernière leçon de ce monde.

Autonome ou télécommandé ? Avec un robot télécommandé, c'est une personne qui ferme la boucle : tu observes, tu décides, tu appuies sur le manche. Avec un robot autonome, le programme ferme la boucle tout seul. La plupart des vrais robots se situent entre les deux. Un aspirateur-robot est autonome pour le nettoyage, mais c'est toi qui le démarres. Chaque jour, des personnes donnent un plan à un rover martien, qui l'exécute ensuite tout seul (le monde 7 explique pourquoi).

Robots mobiles ou bras robotisés ? Le labo Bras robotisé étudie un bras fixé à une table : sa base ne bouge jamais, et la grande question est donc de savoir où se trouve la main à partir des angles des articulations. Un robot mobile se déplace dans le monde. Cela ajoute de nouvelles questions, qui sont au cœur de ce labo : comment les roues le font-elles tourner ? Où se trouve-t-il maintenant ? Que voit-il ? Où se trouve tout le reste ? Comment va-t-il d'ici à là-bas ?