Le développement de la robotique permet la création de systèmes automatisés uniques qui peuvent non seulement effectuer des travaux dangereux à la place des humains, mais aussi sauver des vies. L'objectif principal de leur développement est d'accroître la sécurité des équipes de sauvetage et d'élargir leurs capacités techniques.
Dans le contexte du schéma statistique employé, le groupe des incendies, de la lutte contre les bombes, de la surveillance et de la sécurité (civile) fait référence aux applications des robots civils. Nombre de ces robots sont télécommandés ou semi-autonomes, c'est pourquoi ce chapitre prend en compte les robots réels ainsi que les dispositifs robotiques dotés d'un niveau d'autonomie limité. Un schéma de classification des robots de sauvetage et de sécurité en fonction des types de catastrophes peut être le suivant : météorologiques, géologiques, d'origine humaine (terroristes) et minières.
Lutte contre les catastrophes
Les robots de lutte contre les catastrophes sont constitués d'une unité mobile sur laquelle est monté un bras manipulateur ou, depuis peu, d'humanoïdes capables d'exécuter la tâche de manipulation des deux bras, du torse et des jambes. Si les robots peuvent effectuer certaines tâches de manière autonome, l'opérateur peut toujours intervenir par télécommande.
L'utilisation d'une télécommande à joystick, comme les manettes de jeu, permet à l'opérateur de se familiariser plus facilement avec le système après un court laps de temps. Les plates-formes proposées sont utilisées dans différents domaines d'application, tels que la surveillance/sécurité sur terre et dans l'eau ou le déminage. Des efforts sont en cours pour ajouter une autonomie partielle aux robots en fonction des informations fournies par les capteurs et des stratégies de sauvetage..
Le célèbre robot Atlas de Boston Dynamics (une plateforme de recherche) est le dernier né d'une lignée de robots humanoïdes avancés que la société est en train de développer. Le système de commande d'Atlas coordonne les mouvements des bras, du torse et des jambes pour obtenir une copie mobile de l'ensemble du corps, étendant sa portée et son espace de travail grâce à 28 actionneurs hydrauliques. La capacité d'Atlas à s'équilibrer tout en effectuant des tâches lui permet de travailler dans un grand volume tout en n'occupant qu'un faible encombrement. Le matériel d'Atlas bénéficie de l'impression 3D pour économiser du poids et de l'espace, ce qui donne un robot compact remarquable avec un rapport résistance/poids élevé et un grand espace de travail. Atlas ne pèse que 80kg pour une hauteur de 1,5m. La vision stéréo, la détection de distance et d'autres capteurs donnent à Atlas la capacité de manipuler des objets dans son environnement et de se déplacer sur des terrains accidentés. Atlas conserve son équilibre lorsqu'il est poussé et peut se relever s'il se renverse.
Le guépard du MIT a été conçu pour courir et sauter sur des terrains accidentés ; il peut monter un escalier rempli d'obstacles et même retrouver son équilibre s'il est bousculé. Il s'appuie principalement sur une technologie appelée "locomotion aveugle" pour se déplacer dans son environnement. La locomotion aveugle ne repose pas sur la vision des caméras, mais sur des informations tactiles. Sangbae Kim, professeur associé d'ingénierie mécanique au MIT, qui est également le concepteur du robot, explique : "La vision peut être bruyante, légèrement imprécise, et parfois non disponible, et si vous vous fiez trop à la vision, votre robot doit être très précis dans sa position et sera finalement lent. Nous voulons donc que le robot se base davantage sur les informations tactiles. De cette façon, il pourra faire face à des obstacles inattendus tout en se déplaçant rapidement ;
Snakebite, également connu sous le nom de robot-serpent, est un robot hyper-redondant biomorphe ressemblant à un serpent biologique. Il a été mis au point à l'université Carnegie Mellon et comporte plus de douze articulations, ce qui lui permet de ramper et de grimper à travers les débris que les premiers intervenants ne peuvent pas atteindre. ; Une “caméra montée sur la tête" ;, des lumières LED et une technologie laser de mesure des distances permettent au personnel de secours de guider le serpent à travers les décombres pendant qu'il transmet des images vidéo à une équipe distante. Il a été déployé, par exemple, lors des tremblements de terre au Mexique en 2017.
Une communauté de recherche très active dans le domaine de la recherche et du sauvetage robotique fait évoluer l'état de l'art par le biais de recherches conjointes et de nombreuses compétitions.Plusieurs publications décrivent ces activités, ainsi qu'un aperçu des scénarios avancés de sauvetage robotique. Lancé en réponse à un besoin humanitaire devenu flagrant lors de la catastrophe nucléaire de Fukushima, au Japon, en 2011, le DARPA Robotics Challenge a consisté en trois compétitions de plus en plus exigeantes sur deux ans, en 2013 et 2015..
Niveau de distribution
Pourtant, la plupart des robots sont télécommandés avec une autonomie relativement faible. Cependant, la voie vers l'intelligence de mission des machines est clairement tracée à mesure que la technologie se développe et mûrit. En particulier, les laboratoires et les premiers intervenants entretiennent une flotte de différents robots.
Les concours de robotique de catastrophe organisés dans le cadre du Sommet mondial de la robotique 2020 (reportés au mois de septembre en raison de la pandémie de Covid-19, et qui se dérouleront donc aux alentours de la date limite de rédaction du présent rapport) apporteront au sujet de nouvelles technologies et des démonstrations de faisabilité technique. La catégorie "Robotique des catastrophes" porte sur la résolution de problèmes dans le domaine des infrastructures, de la prévention et de l'intervention en cas de catastrophe et vise à accomplir des tâches particulièrement compliquées, telles que la prévention des catastrophes dans les usines et l'intervention en cas de catastrophe dans les tunnels. Il y aura trois défis à relever pour obtenir des résultats suffisants :
- Prévention des catastrophes végétales (à propos de la catastrophe de Fukushima)
- Le premier tunnel d'intervention et de récupération en cas de catastrophe au monde
- La robotique standard en cas de catastrophe
Considérations sur les coûts et avantages et défis marketing
Le coût élevé des robots d'incendie (à partir de &euro ; 50.000) ne permet pas aux services d'incendie de maintenir plusieurs systèmes qui pourraient être utilisés lors de grands incendies.
L'utilisation d'un seul robot pour positionner plusieurs extincteurs conventionnels bon marché à proximité de l'incendie permet de tirer le meilleur parti des fonctionnalités du robot et de réduire le risque de perdre le coûteux robot de navigation en cas d'explosion ou d'effondrement de la structure. Bien entendu, il faut pour cela que l'équipement des canons soit compatible avec le robot. Sortir rapidement du feu est un problème central que ces robots ne résolvent pas encore.
Une large gamme de robots de déminage a été développée dans le passé. Aujourd'hui, ces robots, généralement téléopérés, jouent un rôle croissant dans les efforts de sécurité intérieure. La configuration typique d'un robot de déminage est une base mobile avec un bras manipulateur et une pince, un ensemble d'instruments de diagnostic (caméra, détecteurs chimiques), des instruments de déminage et une unité de téléopération (avec ou sans fil). Comme le bras manipulateur des robots d'élimination des bombes peut supporter un poids, changer d'outils et en prendre de nouveaux, une aide manuelle n'est pas nécessaire. En outre, les instruments de neutralisation des bombes, tels que les unités de congélation embarquées ou les canons à eau, peuvent désactiver les engins explosifs sur place, de sorte que les opérateurs peuvent rester à distance de sécurité tout au long de l'opération..
Ils s'appuient sur les images des caméras qui s'y trouvent, et un bon positionnement est donc crucial pour effectuer le travail de précision requis. Bien entendu, des opérateurs qualifiés capables de manipuler avec précision et ayant de l'expérience avec de tels robots sont d'autres conditions préalables au succès des opérations. Des instruments de diagnostic supplémentaires, tels que la radiographie, fournissent immédiatement des informations explicites et permettent une prise de décision rapide et fondée sur l'information.
Robin Murphy, professeur aux États-Unis et connu comme l'un des fondateurs des robots de sauvetage, conclut certains points dans une interview de 2019. Tous les robots terrestres, aériens et marins ont été téléopérés (comme les Mars Rovers) plutôt que totalement autonomes (comme un Roomba), principalement parce que les robots permettent aux intervenants de regarder et d'agir en temps réel ; il y a toujours quelque chose qu'ils doivent voir ou faire immédiatement.
Les robots ont été présents à au moins 35 événements et utilisés à au moins 29 (parfois le robot est trop grand ou n'est pas intrinsèquement sûr). L'obstacle technique majeur est l'interaction homme-robot ; cependant, l'erreur humaine est également une raison considérable d'échec. En général, les robots ne sont pas utilisés immédiatement après une catastrophe. En moyenne, il faut 6,5 jours avant qu'un robot ne soit déployé dans une zone sinistrée ; soit une agence dispose d'un robot et l'utilise dans les 0,5 jours, soit elle n'en dispose pas et il lui faut 7,5 jours pour réaliser qu'un robot serait utile et l'amener sur le site.
Pour accroître l'efficacité de l'utilisation de la robotique dans les interventions en cas de catastrophe, l'ergonomie et la recherche sur les facteurs humains sont devenues des sujets de recherche essentiels. Des méthodes de test ont été développées pour mesurer et optimiser les capacités de base des robots/opérateurs nécessaires à l'exécution des tâches opérationnelles définies par les intervenants d'urgence, les soldats et leurs organisations respectives. Plus de 100 robots ont été testés à divers degrés d'exhaustivité à travers la liste des méthodes de test standard. Un aperçu détaillé décrit comment utiliser les méthodes de test appropriées pour évaluer les robots, spécifier et défendre les décisions d'achat, et former les opérateurs avec des mesures de compétence.