Des robots qui s’adaptent à leur environnement

Les robots savent de mieux en mieux apprendre des humains et communiquer avec eux. Bientôt, ils pourront aussi interagir entre eux de manière autonome.

Par Robert Gloy

Il y a deux ans, le premier hôtel au monde géré entièrement par des robots a ouvert ses portes au Japon. Les initiateurs du projet mettaient alors en avant l’importance des capacités de communication: non seulement les robots doivent comprendre les clients humains, mais ils doivent également interagir avec leurs «collègues». Cette évolution est possible grâce à l’amélioration des capacités analytiques des machines et à l’utilisation croissante de l’intelligence artificielle.

En 2014, le groupe industriel helvético-suédois ABB a créé le cobot YuMi, un bel exemple de communication efficace entre l’homme et la machine. Ce robot industriel à deux bras surveille les déplacements de ses collègues humains grâce à un système de caméras et ralentit ou stoppe son travail lorsque quelqu’un est suffisamment proche de lui pour risquer d’être blessé.

Ce cobot possède également des compétences haptiques: il suffit de lui prendre le bras et d’exécuter un geste spécifique pour qu’il l’apprenne et le reproduise. «Les interactions homme-machine de ce type sont de plus en plus fiables», indique Dirk Wollherr, titulaire de la chaire Techniques de commande et de réglage de la Technische Universität München. Les robots doivent être équipés de plusieurs capteurs. «Selon les besoins, ils peuvent utiliser leurs capteurs visuels, haptiques ou auditifs afin d’interagir avec leur environnement.»

Communication inter-robots

Les robots pourront bientôt échanger des informations avec d’autres robots dans leur environnement. En 2014, l’Université Stanford a réalisé des progrès spectaculaires avec sa plateforme Robo Brain. Il s’agit d’une sorte de moteur de recherche qui permet à une machine confrontée à un problème d’apprendre comment une autre a surmonté une difficulté similaire, par exemple.

Il y a deux ans, un robot apprenait pour la première fois comment placer des tasses sur des bols renversés grâce à un de ses pairs situé à une centaine de kilomètres. Dirk Wollherr perçoit toutefois un obstacle de taille à une utilisation à grande échelle de cette méthode: «Chaque modèle de robot est différent. Contrairement aux systèmes d’exploitation informatiques qui reposent sur des langages communs, les robots n’ont pas de langage de programmation identique. Ils doivent donc être capables de transposer les actes d’un autre dans leur propre modèle.»

Les gammes de robots de même type sont donc très prometteuses. Les deux principaux fabricants, le japonais Fanuc et ABB, collaborent actuellement pour mettre au point des systèmes connectés à un réseau numérique afin de développer des processus de fabrication spécifiques. Le potentiel industriel est immense: aujourd’hui, reprogrammer un robot industriel pour l’adapter à un changement de processus de production peut prendre des jours.

Piloter un drone avec une veste

La communication inter-robots a aussi un avenir en dehors des usines. Les travaux de Dario Floreano, professeur spécialiste des systèmes intelligents à l’Ecole polytechnique fédérale de Lausanne, visent à simplifier le pilotage de drones. «Il est extrêmement difficile de télécommander un drone. Les débutants ont besoin de plusieurs jours d’entraînement pour assimiler le mécanisme de pilotage.» Avec son équipe, il a mis au point une veste connectée au drone. Le pilote peut suivre la trajectoire du drone sur un écran et dirige le vol du robot par les mouvements du haut du corps.

«La prise en main se fait en quelques minutes», indique-t-il. Ce drone possède en outre une autonomie significative. Il peut par exemple détecter si le pilote a commis une erreur et la corriger, ou reprendre le contrôle de sa trajectoire s’il détecte une hausse du niveau de stress chez le pilote. De telles interactions entre l’homme et la machine pourraient contribuer à mettre les victimes de catastrophes naturelles plus rapidement à l’abri ou à repérer les boîtes noires après un crash d’avion.

Les chercheurs travaillent par ailleurs sur les interactions de systèmes connectés. Cela pourrait notamment servir à surveiller les cultures: des groupes de drones examinent l’état des plantes et déterminent quelles zones ont besoin d’être arrosées ou fertilisées. Dario Floreano explique que, dans ce cas, l’inspiration vient des animaux: «Un oiseau oriente ses mouvements en fonction des autres oiseaux autour de lui. Ils forment un groupe connecté avec les autres groupes de la nuée.

Cette organisation facilite le travail du développeur: les drones sont uniquement en contact avec leurs voisins immédiats dans le groupe, mais, comme les oiseaux, ils sont conscients de l’ensemble de la nuée.» Ce principe peut également s’appliquer sous l’eau, comme le montre le projet CoCoRo de l’Université de Graz, en Autriche, où 40 petits robots communiquent via des signaux LED et se déplacent comme un banc de poissons. La recherche en biologie marine fait partie des premiers champs d’application.

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Qu’est-ce qu’un robot?

Un robot n’est pas:

Une intelligence artificielle
Tous les robots ne sont pas équipés d’algorithmes d’apprentissage. Les IA sont généralement des logiciels: pensez à AlphaGo de Google, qui est parvenu à battre un champion de go l’année dernière.

Un Bot
Les chatbots, les twitter bots et les shopbots ne sont pas des robots, car ils sont immatériels: ce sont des algorithmes.

Un outil d’aide à la chirurgie
Les systèmes médicaux de haute précision comme Da Vinci doivent être programmés pour effectuer leurs tâches: à l’inverse des robots, ils ne sont pas autonomes. Les chirurgiens les contrôlent en permanence.

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Une version de cet article est parue dans le magazine Technologist (no 13).

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