Histoire de la robotique humanoïde : des prototypes à l'IA

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Qu’est-ce que la robotique humanoïde ?

La robotique humanoïde est le domaine consacré à la conception et au développement de robots dont le corps, les mouvements ou les capacités ressemblent à ceux des humains.

L’histoire de la robotique humanoïde est en grande partie celle de chercheurs tentant de résoudre des problèmes de plus en plus complexes. Les premières machines ont démontré que les robots pouvaient reproduire des mouvements humains élémentaires. Les générations suivantes ont appris à marcher de manière plus fiable, à maintenir leur équilibre, à manipuler des objets, à se déplacer dans des environnements conçus pour les humains et à accomplir des tâches de plus en plus complexes.

Aujourd’hui, le domaine entre dans une nouvelle phase. Les progrès de l’intelligence artificielle, de la vision par ordinateur, de l’apprentissage automatique, des capteurs, des actionneurs et de l’informatique contribuent à transformer les robots humanoïdes, qui passent de machines fortement programmées à des systèmes capables de percevoir leur environnement et d’accomplir des tâches physiques plus sophistiquées.

Résumé rapide

Les recherches modernes sur la robotique humanoïde remontent à des projets tels que WABOT-1 de l’université Waseda, achevé en 1973.
Au cours des années 1980 et 1990, les chercheurs se sont de plus en plus concentrés sur la résolution des problèmes liés à la locomotion bipède, à l’équilibre et aux mouvements similaires à ceux des humains.
La série P de Honda et ASIMO ont contribué à démontrer comment les robots humanoïdes pouvaient marcher et fonctionner dans des environnements conçus pour les humains.
Le programme Robonaut de la NASA a étudié comment des robots ressemblant aux humains pouvaient effectuer des travaux utiles avec des outils et des équipements initialement conçus pour les astronautes.
Atlas de Boston Dynamics a démontré une locomotion de plus en plus dynamique ainsi qu’un contrôle de l’ensemble du corps.
Des entreprises modernes telles qu’Agility Robotics, Unitree Robotics, Figure et Tesla développent des humanoïdes en envisageant des applications commerciales.
L’IA devient progressivement aussi importante que l’ingénierie mécanique, permettant aux robots de combiner perception, apprentissage, planification, locomotion et manipulation.

Les origines de la robotique humanoïde moderne

L’idée de créer des humains artificiels existe depuis des siècles et apparaît dans la mythologie, les automates mécaniques, la littérature et les premières œuvres de science-fiction. Toutefois, la robotique humanoïde au sens technologique moderne a nécessité des progrès dans les domaines de l’électronique, de l’informatique, des systèmes de contrôle, des capteurs et de l’ingénierie mécanique.

Une étape majeure a été franchie à l’université Waseda au Japon en 1973 avec WABOT-1.

Selon Waseda, WABOT-1 est largement considéré comme le premier robot humanoïde grandeur nature au monde. Développée sous la direction du professeur Ichiro Kato, la machine pouvait marcher sur deux jambes, saisir des objets avec ses mains et communiquer en japonais simple.

Ces capacités peuvent sembler modestes par rapport aux robots modernes, mais elles représentaient une avancée majeure. WABOT-1 a démontré que plusieurs capacités associées aux humains — notamment la locomotion, la manipulation et la communication — pouvaient être intégrées dans une seule plateforme robotique.

WABOT-2 et l’élargissement des capacités humanoïdes

Waseda a poursuivi ses recherches avec WABOT-2, présenté en 1984. Au lieu de se concentrer principalement sur la locomotion de base, WABOT-2 a démontré des capacités plus spécialisées en matière de perception et de coordination.

Le robot pouvait lire des partitions musicales et jouer d’un orgue électronique en utilisant ses mains et ses pieds. Il pouvait également adapter son interprétation tout en accompagnant un chanteur humain.

Il s’agissait d’une évolution conceptuelle importante. La robotique humanoïde commençait à dépasser la simple question de savoir si une machine pouvait ressembler à une personne ou se déplacer comme elle. Les chercheurs étudiaient désormais si les robots pouvaient coordonner perception et mouvement afin d’accomplir des activités humaines complexes.

Années 1980 et 1990 : relever le défi de la marche

Marcher sur deux jambes est une activité que les humains effectuent presque automatiquement, mais reproduire une locomotion bipède stable avec une machine est extrêmement difficile.

Un robot humanoïde doit contrôler en permanence son centre de masse, coordonner plusieurs articulations, réagir aux variations du sol et éviter de tomber. La locomotion est ainsi devenue l’un des principaux problèmes d’ingénierie dans le développement de la robotique humanoïde.

Les programmes de recherche se sont de plus en plus concentrés sur la création de robots capables non seulement de faire quelques pas, mais également de marcher de manière stable et reproductible.

Le Japon est devenu particulièrement influent au cours de cette période. Waseda a poursuivi le développement de sa série WABIAN pendant les années 1990 et 2000 afin d’étudier des formes de plus en plus naturelles de locomotion bipède, tandis que Honda menait son propre programme approfondi de recherche sur la robotique humanoïde.

Honda ASIMO et l’essor des robots humanoïdes reconnaissables

Les recherches de Honda en robotique sont devenues l’une des initiatives les plus visibles consacrées au développement d’humanoïdes bipèdes pratiques.

Les robots expérimentaux de l’entreprise ont progressivement abordé les problèmes liés à la marche, à l’équilibre, à la taille du corps, aux mouvements et au fonctionnement dans des environnements humains. Ces recherches ont finalement conduit à ASIMO, présenté en 2000.

ASIMO est devenu l’un des robots humanoïdes les plus reconnaissables au monde et a contribué à faire connaître la robotique humanoïde auprès du grand public.

L’importance de cette époque allait au-delà des capacités d’une machine particulière. Elle a démontré que des améliorations continues des actionneurs, des systèmes de contrôle, des batteries, des capteurs et de la conception mécanique pouvaient produire des robots bipèdes de plus en plus compacts et performants.

La question à laquelle les ingénieurs étaient confrontés évoluait progressivement de « Un robot peut-il marcher sur deux jambes ? » vers « Que peut réellement faire un robot capable de marcher ? »

Les robots humanoïdes commencent à utiliser des outils humains

L’une des raisons de construire des robots humanoïdes est qu’une grande partie du monde physique a déjà été conçue autour du corps humain.

Les portes, escaliers, poignées, outils, véhicules, postes de travail, étagères et d’innombrables autres objets supposent une certaine amplitude de mouvement et une certaine morphologie humaines. Un humanoïde suffisamment performant pourrait théoriquement interagir avec ces infrastructures sans qu’il soit nécessaire de repenser chaque lieu de travail pour l’adapter aux robots.

Le programme Robonaut de la NASA illustre particulièrement bien cette approche.

La NASA a commencé à travailler sur Robonaut dans les années 1990 en tant que système humanoïde capable d’assister les astronautes dans leurs tâches. Des mains et des bras semblables à ceux des humains pourraient potentiellement permettre à de tels robots d’utiliser des équipements et des outils destinés aux opérateurs humains.

La forme humanoïde devenait donc plus qu’une simple tentative d’imiter l’apparence humaine. Elle pouvait constituer un avantage technique lorsque les robots devaient fonctionner dans des environnements conçus pour les humains.

Années 2010 : Atlas repousse les limites de la mobilité humanoïde

Un autre chapitre majeur a commencé avec Boston Dynamics et Atlas.

Boston Dynamics est issue du Massachusetts Institute of Technology et s’est fait connaître grâce à des robots capables de mouvements exceptionnellement dynamiques. Atlas a fait ses débuts en 2013 et est devenu une plateforme importante pour la recherche sur la mobilité de l’ensemble du corps.

Au fil des générations successives, Atlas a démontré des formes de plus en plus sophistiquées d’équilibre, de locomotion, de manipulation d’objets et de mouvements coordonnés.

Cela représentait une nouvelle évolution des attentes des ingénieurs envers les machines humanoïdes. Maintenir l’équilibre en marchant n’était plus l’objectif ultime. Les chercheurs ont de plus en plus étudié des robots capables de coordonner l’ensemble de leur corps tout en se déplaçant dans des environnements complexes et en interagissant avec des objets.

En 2024, Boston Dynamics a présenté une version entièrement électrique d’Atlas alors que l’entreprise orientait le développement de la plateforme vers des applications commerciales.

Les robots humanoïdes passent des laboratoires aux lieux de travail

Pendant des décennies, bon nombre des robots humanoïdes les plus impressionnants au monde ont principalement servi de plateformes de recherche. Dans les années 2020, l’attention s’est de plus en plus tournée vers leur déploiement commercial.

Agility Robotics constitue un exemple pertinent de cette transition.

Les travaux de l’entreprise ont évolué du robot bipède Cassie vers Digit, un robot orienté vers une conception humanoïde et pensé pour des tâches pratiques ainsi que des environnements humains. Agility positionne de plus en plus Digit pour des applications liées à la manutention de matériaux et à la logistique.

Cette évolution reflète un changement plus large dans l’ensemble de l’industrie robotique. Le succès se mesure de plus en plus non seulement à la capacité d’un humanoïde à réaliser une démonstration impressionnante, mais aussi à sa capacité à accomplir de manière fiable et répétée des tâches présentant une véritable utilité économique.

L’essor de Unitree Robotics

Parmi les entreprises participant à la dernière génération de robotique humanoïde figure Unitree Robotics, une entreprise chinoise de robotique qui s’est d’abord fait largement connaître grâce à ses robots quadrupèdes hautes performances.

Unitree s’est ensuite développée dans le domaine de la robotique humanoïde. Sa plateforme H1 a marqué une étape importante dans le développement d’humanoïdes grandeur nature, tandis que G1 représente une autre approche visant à produire une plateforme humanoïde plus petite destinée à la recherche, au développement et à des applications d’intelligence incarnée de plus en plus sophistiquées.

L’émergence de Unitree est importante dans l’histoire plus large de la robotique humanoïde, car elle illustre la manière dont le secteur a évolué. Les humanoïdes avancés ne sont plus exclusivement des projets à long terme développés par des universités, des laboratoires gouvernementaux ou un petit nombre de grandes entreprises.

Un écosystème commercial croissant se forme autour du matériel pour humanoïdes, des actionneurs, des capteurs, des modèles d’IA, des environnements d’entraînement et des logiciels.

L’intérêt pour Unitree s’est par conséquent étendu au-delà de la recherche en robotique pour englober une attention commerciale et financière plus large. Unitree reste une entreprise privée, mais des produits de marché faisant référence aux attentes entourant l’entreprise sont également apparus. Les lecteurs souhaitant mieux comprendre cette distinction peuvent découvrir comment fonctionne UNITREEUSDT, notamment la manière dont cet instrument est lié à Unitree Robotics et pourquoi négocier UNITREEUSDT n’équivaut pas à acheter des actions de Unitree.

Cette distinction est importante. Un instrument de marché associé aux attentes concernant une entreprise privée ne doit pas être confondu avec la détention directe d’une participation au capital de cette entreprise.

Comment l’intelligence artificielle transforme-t-elle la robotique humanoïde ?

L’ingénierie mécanique a dominé bon nombre des premières étapes importantes de la robotique humanoïde. Les ingénieurs ont d’abord dû résoudre des problèmes physiques fondamentaux : se tenir debout, marcher, maintenir l’équilibre, saisir des objets, déplacer précisément les articulations et empêcher les robots de tomber.

Ces défis n’ont pas disparu. Toutefois, l’intelligence artificielle modifie de plus en plus les attentes des chercheurs quant aux capacités des robots humanoïdes.

Au lieu de programmer individuellement chaque action possible, la recherche moderne en robotique étudie de plus en plus des systèmes capables d’utiliser des informations sensorielles afin de déterminer les actions appropriées.

La vision par ordinateur peut aider les robots à interpréter leur environnement. L’apprentissage automatique peut les aider à améliorer leurs comportements à partir de données d’entraînement. L’apprentissage par renforcement et les approches fondées sur l’imitation peuvent contribuer au développement des compétences de mouvement et de manipulation. L’IA multimodale pourrait potentiellement combiner des informations visuelles, le langage, les données des capteurs et les instructions au sein de systèmes de contrôle plus larges.

Le résultat est le développement d’un domaine communément appelé IA incarnée : une intelligence artificielle qui interagit avec le monde physique et apprend à son sujet par l’intermédiaire d’un corps robotique.

De l’intelligence robotique à l’IA incarnée

Les entreprises modernes spécialisées dans les humanoïdes considèrent de plus en plus l’IA et la robotique comme des problématiques interconnectées.

Figure, par exemple, développe des humanoïdes polyvalents parallèlement à des systèmes d’IA destinés à relier la perception à l’action physique. Son développement illustre l’intérêt croissant du secteur pour des systèmes combinant locomotion, manipulation, perception et comportement autonome plutôt que de traiter ces éléments comme des capacités totalement distinctes.

Tesla a également positionné Optimus comme un humanoïde bipède autonome polyvalent. Les travaux de l’entreprise dans le domaine de la robotique mettent l’accent sur des défis tels que l’équilibre, la navigation, la perception et l’interaction avec le monde physique.

Unitree participe également à cette transition grâce à des plateformes humanoïdes conçues pour prendre en charge des recherches de plus en plus sophistiquées en matière de contrôle et d’IA.

Cette convergence est importante, car un humanoïde mécaniquement avancé n’a qu’une valeur pratique limitée s’il ne peut pas comprendre ce qu’il doit faire. À l’inverse, un système d’IA avancé ne peut pas effectuer un travail physique utile sans disposer d’un corps robotique suffisamment performant.

Le développement moderne des humanoïdes implique donc de plus en plus de résoudre ces deux problèmes simultanément.

L’évolution de la robotique humanoïde

L’histoire de la robotique humanoïde peut être comprise comme une série de questions d’ingénierie de plus en plus ambitieuses.

Principales étapes de l’évolution de la robotique humanoïde
Années 1970	Un robot peut-il reproduire les capacités humaines fondamentales ?	WABOT-1
Années 1980–1990	Les humanoïdes peuvent-ils coordonner leurs mouvements et marcher de manière fiable ?	WABOT-2, humanoïdes expérimentaux de Honda
Années 2000	Les robots peuvent-ils se déplacer et interagir dans des environnements humains ?	ASIMO, Robonaut, WABIAN
Années 2010	Les robots peuvent-ils atteindre une mobilité dynamique de l’ensemble du corps ?	Atlas, Cassie
Années 2020	Les humanoïdes peuvent-ils effectuer un travail utile à l’échelle commerciale ?	Digit, Unitree H1 et G1, humanoïdes de Figure, Optimus, Atlas électrique
Ère de l’IA	Les robots peuvent-ils percevoir, apprendre, planifier et agir avec davantage d’autonomie ?	IA incarnée, perception multimodale, manipulation apprise et contrôle autonome

Pourquoi les robots humanoïdes sont-ils conçus comme des humains ?

Aucune exigence technique n’impose que tous les robots utiles ressemblent à des personnes. Dans de nombreuses applications, les machines spécialisées sont plus efficaces que les humanoïdes.

L’avantage de la conception humanoïde devient plus évident lorsque l’on prend en compte l’environnement lui-même.

Les usines, entrepôts, bureaux, logements, hôpitaux, véhicules, outils, escaliers et d’innombrables objets du quotidien ont été principalement conçus pour les humains. Un robot capable d’utiliser les mêmes espaces et équipements pourrait potentiellement accomplir de nouvelles tâches sans nécessiter de modifications importantes des infrastructures existantes.

Cela permet également de comprendre pourquoi la locomotion et la manipulation sont toutes deux importantes. Les jambes permettent aux humanoïdes de se déplacer dans des espaces conçus autour des mouvements humains, tandis que les bras et les mains peuvent potentiellement leur permettre d’interagir avec des objets créés pour les travailleurs humains.

Le défi à long terme consiste à rendre ces capacités suffisamment fiables, sûres, autonomes et économiques pour permettre une utilisation généralisée.

Quel est l’avenir de la robotique humanoïde ?

La prochaine phase de la robotique humanoïde sera probablement définie moins par des démonstrations individuelles spectaculaires que par la fiabilité, l’autonomie, le coût, la sécurité et le déploiement pratique.

La fabrication et la logistique constituent des cibles initiales naturelles, car elles comportent des tâches physiques répétitives et des environnements relativement structurés. Parmi les autres applications potentielles figurent l’inspection, la recherche, les environnements dangereux, l’assistance dans le domaine de la santé, l’hôtellerie et, à terme, les tâches domestiques.

Cependant, des défis importants subsistent. Les robots humanoïdes ont besoin d’un matériel fiable, d’une autonomie de batterie suffisante, d’une perception précise, d’interactions sûres avec les humains, de capacités robustes de manipulation et de systèmes d’IA capables de gérer des situations imprévisibles dans le monde réel.

Le coût déterminera également la vitesse à laquelle cette technologie se diffusera. Un humanoïde peut être techniquement capable d’effectuer une tâche tout en restant commercialement peu viable si son achat, son exploitation, son entraînement et son entretien coûtent nettement plus cher que d’autres formes d’automatisation.

De WABOT-1 aux humanoïdes alimentés par l’IA

L’évolution de la robotique humanoïde s’étend sur plus d’un demi-siècle.

WABOT-1 a démontré qu’une seule machine pouvait combiner une locomotion bipède rudimentaire, la manipulation et la communication. Les projets ultérieurs se sont concentrés sur une marche de plus en plus stable et des mouvements similaires à ceux des humains. ASIMO a montré à un public plus large ce que plusieurs décennies de recherche sur la robotique bipède pouvaient accomplir. Robonaut a exploré le travail compatible avec les environnements humains, tandis qu’Atlas a considérablement repoussé les limites des mouvements dynamiques de l’ensemble du corps.

La dernière génération, représentée par des entreprises telles qu’Agility Robotics, Unitree Robotics, Figure, Tesla et Boston Dynamics, s’attaque à un défi différent : transformer des décennies de recherche en robotique en machines capables d’accomplir un travail utile.

L’intelligence artificielle ajoute une nouvelle dimension à cette évolution. L’objectif ultime n’est plus simplement de construire une machine qui ressemble à une personne ou se déplace comme elle. Le nouveau défi consiste à créer une machine capable de percevoir le monde physique, de comprendre les tâches, d’adapter son comportement, de manipuler des objets et d’agir avec une autonomie croissante.

En ce sens, l’histoire de la robotique humanoïde peut être résumée comme une progression allant de l’imitation du corps humain à la maîtrise des mouvements humains, puis au développement de machines capables d’agir intelligemment dans le monde humain.