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Big Dog à un Big Brother

Projet du robo Petman de Boston Dynamics - © BD

Projet du robot PETMAN de Boston Dynamics - © BD

Tester des combinaisons de protection chimique pour l’armée Etats-Unienne. Telle est la raison du développement de PETMAN, un robot anthropomorphe, grand frère du quadrupède  Big Dog, et capable de se déplacer lui aussi sur tous les terrains et dans toutes les situations possibles (marcher, ramper et réaliser de très nombreux mouvements).

La grosse avancée technologique de Boston Dynamics par rapport à des bipèdes de type Asimo (HONDA), c’est sa similarité avec le comportement du corps humain, tant dans la façon de se déplacer que de simuler la  physiologie humaine (contrôle de température, d’humidité, jusqu’à la production à terme de sueur, pour fournir des conditions réalistes maximales aux tests.

Le programme de développement a commencé avec une phase de conception sur 13 mois. Elle sera suivie par une phase de 17 mois pour la construction, l’installation et les tests, la mise en production du robot étant prévue pour 2011. Mais rien qu’à observer sa marche, on ne peut s’empêcher de voir une préfiguration des robots soldats à venir, entièrement pilotés à distance comme le sont aujourd’hui les robots à chenilles, dont la précision des interventions n’a pas été concluante, tant s’en faut, en Irak notamment.

Stickybot, le lézard biomimétique

Photo © Stanford University

Pour gravir toutes les surfaces, le robot s'inspire du gecko - Photo © Stanford University

Pour créer des robots plus autonomes et performants, les chercheurs s’inspirent parfois du royaume animal. Ainsi, c’est en observant le gecko qu’un ingénieur de l’université de Stanford (USA) a conçu le Stickybot, un robot grimpeur. Celui-ci s’aide de coussinets mécaniques installés sous les pattes pour escalader les surfaces lisses. Les coussinets ayant été reproduits grâce à l’observation de l’animal. Le responsable du projet, Sangbae Kim et ses collègues, a d’abord étudié le meilleur moyen de le rendre adhérant sur tout type de surface. Le lézard dispose de lamelles adhésives sous chacun de ses doigts qui lui permettent de se déplacer sans tomber, même à la verticale.

Force de Van der Waals

La force d’adhérence de chacune de ses lamelles étant si forte qu’elle pourrait supporter le poids de l’animal. Dans le détail, les coussinets des pieds d’un gecko sont couverts d’une forêt de micro poils, appelés “setae”. Ces “setae”, à leur tour, se ramifient en centaines de poils plus petits appelées spatules. Ces poils s’accrochent aux surfaces à l’aide de minuscules interactions électriques connues sous le nom de “force de Van der Waals“. C’est cet ensemble de procédés que les chercheurs ont reproduit de manière mécanique.

Animaux : synonyme de mobilité

Les applications potentielles du Stickybot sont importantes : réparation de pipelines sous-marins, surveillance de bâtiments, et même lavage de fenêtres. Il est également possible d’envisager ce même système d’adhésion intégré à de l’équipement d’escalade. S’inspirer des animaux est une constante chez les chercheurs. C’est le cas du Pôle CoTeSys qui a étudié le cerveau de la mouche et tente de le reproduire afin de rendre les robots plus réactifs et plus précis dans leurs mouvements. Ou encore de l’IRCCyN et de son robot, qui copie le champ électrique émis par l’anguille pour explorer les eaux troubles en trois dimensions.

Le robot apprenant nécessitera-t-il une éthique ?

Photo Roberto Rizzato (cc)

Photo Roberto Rizzato (cc)

Les continuelles avancées du secteur robotique soulèvent des questions, notamment de responsabilité. Le point avec Jean-Christophe Baillie*, qui interviendra sur le sujet au Forum Science, Recherche et Société en juin (Collège de France).

La multiplication des robots dans la vie quotidienne soulève nécessairement des questions liées à l’éthique. Ce sera d’ailleurs le thème d’une des conférences proposées le 20 juin prochain par le Forum Science, Recherche et Société. Pour Jean-Christophe Baillie, fondateur de l’entreprise Gostai et intervenant à la rencontre, la question est d’autant plus importante à aborder qu’elle est encore mal définie. “Pour comprendre ces problématiques d’éthique, il faut d’abord identifier précisément le terme robot“, explique-t-il. Pour certains, ce terme peut recouvrir des objets comme les voitures ou les maisons intelligentes. Mais, pour ce spécialiste de la robotique, dans le cas de l’éthique, cela concerne la machine qui apprend, dont la connaissance et donc le comportement évoluent au contact d’autres éléments : humain, autre robot… De par cet apprentissage, le robot s’éloigne des données intégrées initialement par l’ingénieur qui l’a construit, pour adopter des comportements non prévus.

Une définition du robot

Il s’agit d’une catégorie d’objets nouveaux, de nature différente de l’électronique grand public” précise-t-il. La question de l’éthique appliquée aux robots se décompose donc en deux parties : “d’une part l’éthique humaine, liée à ce que le constructeur, l’ingénieur et l’utilisateur veulent en faire, à l’instar de n’importe quel objet“. Et d’autre part l’éthique du robot en lui-même, soit le choix qu’il effectue avant d’agir, et donc la décision qu’il prend, lorsqu’il est capable d’en prendre. “Mais aujourd’hui, et pour encore quelques années, seule l’éthique humaine est d’actualité : nous ne savons pas encore créer de robots capables d’apprendre de manière générale” continue le fondateur de Gostai. “Nous ne parvenons à le faire que sur des tâches simples.” Se pose alors, pour l’avenir, la question de la responsabilité. Si un robot apprenant provoque un dommage, qui en sera responsable ? Tant que le robot reste une machine exécutive, la problématique reste classique.

Éthique humaine et éthique robotique

Comme lors d’un accident automobile, le constructeur n’est pas responsable de ce que le conducteur fait de son véhicule. Mais si le robot est capable d’apprendre, “il s’agit d’une question qui s’apparente davantage à une problématique d’éducation, à l’instar de la responsabilité de parents en cas de délit de leur enfant“. Et Jean-Christophe Baillie d’évoquer le domaine de la robotique développementale, qui prend pour modèle l’évolution d’un enfant. “Ce qui est intéressant, c’est que les chercheurs de cette branche abordent le problème de l’apprentissage d’actions et de représentations du monde“. Et Jean-Christophe Baillie de terminer : “il est difficile de discuter de ce qui n’existe pas encore. Dans une vingtaine d’années, l’humain sera peut-être augmenté et intègrera directement de la robotique dans le corps. Dans ce cas, il ne serait plus pertinent d’opposer humain et robot, et les débats sur l’éthique deviendraient plus compliqués“.

* fondateur de la société Gostai spécialisée dans l’intelligence artificielle orientée robotique.


Publié le 27 Mai 2009

L’interaction des robots et des objets intelligents avec les humains dans la vie quotidienne et demain en ville, posera de nombreuses questions.

Cette problématique n’appartient déjà plus à la science-fiction : en octobre 2007, en Afrique du Sud, un canon robotisé a tiré du 35 mm, sans raison apparente, a tué neuf soldats et en a blessé 14. Le Oerlikon GDF-005, arme anti-aérienne, est devenu soudainement incontrôlable. En avril 2009 en Suède, un robot a “attaqué” un ouvrier le blessant grièvement. En Irak, les fameux robots SWORDS armés n’ont pas eu le temps de tirer une seule cartouche, et n’en tireront jamais plus, car ils ont été retirés du service actif. Ils auraient mis en en joue un membre de la coalition sans qu’on le lui demande.

Un embryon d’éthique pour les robots avait été imaginé par l’écrivain de science-fiction Isaac Asimov, avec ses Trois lois de la robotique, des règles auxquelles tous les robots positroniques qui apparaissent dans sa fiction doivent obéir :
1. Un robot ne peut porter atteinte à un être humain, ni en restant passif, permettre qu’un être humain soit exposé au danger.
2. Un robot doit obéir aux ordres que lui donne un être humain, sauf si de tels ordres entrent en conflit avec la première loi.
3. Un robot doit protéger son existence tant que cette protection n’entre pas en conflit avec la première ou la seconde loi.

Asimo, moins belliqueux, fait le service
:

Nexi, le robot social du MIT

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Nexi, Photo MIT - Xitome Design

Le robot développé à la célèbre université du MIT à Boston (États-Unis) était la vedette du onzième salon de la réalité virtuelle à Laval, fin avril. La particularité de Nexi MDS (pour Mobile Dexterous Social) n’est pas tant son mode de locomotion, pas de jambes à la Asimo, ou ses bras, que sa faculté d’exprimer des sentiments lors des interactions avec les humains.

Des dispositifs vidéo et des capteurs et acteurs électroniques lui permettent de se «représenter» numériquement son environnement et de réagir aux personnes autour de lui. Le système mécanique qui gère l’orientation de la tête par exemple a été conçu pour réagir très vite de façon à ressembler le plus possible aux réactions humaines. “Il préfigure les machines du futur qui seront de plus en plus orientées vers les humains”, explique un de ses concepteurs Mickey Siegel.

Nexi est le résultat d’une collaboration entre différents labos de recherche, le Personal Robots Group du MediaLab au MIT, The University of Massachusetts Amherst et son Laboratoire sur la perception des robots, Xitome Design, and Meka Robotics.

Comme on peut le voir sur cette image, les mimiques faciales ont été élaborées pour imiter une gamme diverse d’expressions de visage incluant le regard fixe, la surprise, la peur, la mauvaise humeur. Le mouvement des sourcils et des paupières sans oublier la mandibule articulée, permettent des poses expressives. Nexi est doté de capteurs CCD dans chaque oeil, de quatre microphones, qui assurent la localisation du son, et d’un système de synthèse vocale.

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Photo MIT - Xitome Design


Il y a un an et demi, l’université de Maëstricht a accordé un doctorat à un chercheur en intelligence artificielle dont la thèse portait sur le mariage entre des humains et des robots. “La thèse de Levy examine les attitudes humaines dans les domaines de l’affection, de l’amour et de la sexualité pour conclure que ces comportements sont tout aussi bien applicables dans une interaction avec des robots à l’avenir, puisqu’elles sont la base de nos échanges aujourd’hui” ajoutais PC INpact.

Lire aussi :
- Les robots à l’école des émotions (Le Journal du CNRS)
- Du bon usage des robots mendiants (Seekoeur)

La vidéo démo de Nexi :

Contrôler un robot par la pensée

Honda, ATR and Shimadzu Jointly Develop Brain-Machine Interface. © 2009 Honda Motor Co., Ltd.

La machine de contrôle du robot développée par Honda, ATR et Shimadzu. © 2009 Honda Motor Co., Ltd.

Honda vient d’annoncer la mise au point de la première interface homme-machine commandée par la pensée, appliquée à un robot humanoïde. Ce dispositif technologique a été développé conjointement avec la société japonaise Shimadzu basée à Tokyo et l’institut de recherche ATR.

L’interface est basée principalement sur deux enregistreurs électro-encéphalographiques (mieux connu sous le nom de EEG), qui mesurent l’activité électrique dans le cuir chevelu, d’un ordinateur puissant et des algorithmes innovants, associés à un système de spectroscopie proche infrarouge (SPIR) pour mesurer les changements de débit sanguin cérébral. Tout ce que l’utilisateur doit faire est de porter un casque équipé de ces capteurs et d’imaginer une des quatre représentations prédéterminées correspondantes à une partie du robot (main gauche, main droite, langue, pieds) qu’il veut se faire mouvoir.

Honda, ATR and Shimadzu Jointly Develop Brain-Machine Interface. © 2009 Honda Motor Co., Ltd.

Système de mesure de l'activité cérébrale. © 2009 Honda Motor Co., Ltd.

Lors des premiers essais, et ce grâce aux algorithmes nouvellement créés, les ingénieurs de Honda déclarent que le robot Asimo a effectué correctement le geste pensé, tel que lever la main ou avancer un pied, dans 90 % des cas. À terme, le but est de pouvoir commander par la pensée des «objets intelligents», sur la base d’actions simples comme fermer une porte de voiture, allumer sa télé ou piloter une souris d’ordinateur…

Honda, ATR and Shimadzu Jointly Develop Brain-Machine Interface. © 2009 Honda Motor Co., Ltd.

Interfaces du système de commande du robot. © 2009 Honda Motor Co., Ltd.

“Nous n’en sommes qu’au stade initial, mais nous caressons le rêve d’intégrer un jour cette technologie dans diverses machines”, reconnaît, Yasuhisa Arai, directeur de l’institut de recherches de Honda.

Comme le rappelle la dépêche de l’AFP, au Japon, «ces systèmes sont destinés à seconder l’humain dans son quotidien ingrat : les robots japonais n’attendront pas qu’on leur ordonne à haute voix de débarrasser la table pour se mettre au travail: il suffira d’y penser et ils passeront à l’acte.»

BigDog, le robot quadripède est testé en Afghanistan

© DOD

BigDog de Boston Dynamics © DOD

Il sait tout faire ou presque. Marcher sur les terrains les plus accidentés, grimper des côtes de 35° d’inclinaison, transporter ses 140 kilos d’équipements, dans la neige ou la boue. Il arrive même à rétablir son équilibre (voir la vidéo) lorsqu’il glisse sur une plaque de glace. BigDog, c’est le “robot quadrupède le plus avancé au monde”, créé par Boston Dynamics, dans le cadre d’un programme du DARPA (l’agence du Département de la défense des USA qui est responsable de la recherche et du développement des nouvelles technologies dans l’usage militaire).

En 2009, une nouvelle étape est donc franchie en robotique avec des tests en terrain de conflit actif, d’un robot téléguidé. Il faut dire que c’est un champion dans le domaine, car il peut faire des pointes à 6,5 km/h et a battu le record du monde d’autonomie en parcourant sans s’arrêter 20 km à une vitesse de 4 km/h. Ce “Grand chien” de 75 kg, qui ressemble en fait à un mulet doté de quatre pattes articulées équipées de servomoteurs et d’un grand nombre de capteurs, va donc devenir l’infatigable compagnon des soldats américains en Afghanistan, pas ultra discret cependant, avec son bruit de tondeuse à gazon.

C’est la guerre en Irak qui a dopé le marché des robots : ils sont plus efficaces dans certaines conditions et permettent même d’économiser des vies humaines (suivant duquel côté on se place évidemment). Comme l’explique un reportage de Rue89, “l’apparition de ces robots est le prélude d’une inéluctable révolution dans « l’art » de la guerre, un tournant comparable à la découverte de la poudre. Car la frontière est ténue entre un ordre simple donné par télécommande à un robot (« Tire dans telle direction ») et un ordre plus complexe (« Entre dans cet immeuble et tue tout ce qui est vivant et qui mesure plus de 1,30 mètre »).”

Et d’évoquer la problématique de l’intelligence artificielle du futur, valable tout autant pour les quadrupèdes de combat que pour des androïdes civils  : “Même si elle n’est pas pour aujourd’hui, la question de l’autonomisation des robots finira par se poser. Et avec elle, celle de la programmation de « limites morales » à ses propres décisions.” En ligne de mire, se profilent donc les 3 lois de la robotique d’Asimov et d’épineuses questions d’éthique et de politique. (Cf. “Le premier code éthique des robots est né“)

Cutaway illustration of Boston Dynamics' quadruped robot, BigDog.

James Provost : Cutaway illustration of Boston Dynamics' quadruped robot, BigDog.

Écorché à découvrir sur le site de James Provost avec la possibilité de zoomer dans l’image.
A lire également sur Futura-Sciences : “L’informatique de bord gère l’orientation, la direction, ainsi que la distribution d’énergie entre les différents servos lorsque les conditions changent. Le contact avec le sol et la pression de la charge sur le “dos” sont constamment pris en compte, tandis qu’un gyroscope et un système de vision stéréoscopique déterminent l’orientation et la voie à suivre pour parvenir au but assigné, ou déterminé par le logiciel de bord.”

Last but not least, voir ce lien proposé par Laurent Suply “pour avoir un aperçu des autres percées de la robotique sur les champs de bataille, sur Defense.tech, en plus des drones, SWORDS et Talon, des mitrailleuses sur chenilles… Bienvenu au XXIe siècle.”

Voir aussi : Talks P.W. Singer: Military robots and the terrifying future of war (Anglais)

Le premier robot humanoïde féminin autonome

Le robot HRP-4C (capture BBC)

Le robot HRP-4C

Elle semble tout droit sortie des mangas, mesure 1m 58, pèse 43 kilos, marche sans fil à la patte et peut mimer un certain nombre d’expressions faciales. Ce robot humanoïde réalisé par le National Institute of Advanced Industrial Science and Technology a accueilli les journalistes, le 16 mars dernier par un «Bonjour tout le monde, je suis l’humain cybernétique HRP–4C».

Encore un brin gauche, un rien figée parfois, mais on voit bien la direction que prennent les “humanoïdes” depuis la révolution Asimo de Honda. Dotée de près de 30 moteurs, elle peut marcher bouger les bras et répondre à quelques questions simples. Son créateur, Shuji Kajita, a indiqué qu’il ne voulait pas la “faire ressembler complètement à une femme”. Un moyen sans doute de ne pas effrayer trop les humains et éviter le syndrome “uncanny valley“, à savoir l’hypothèse selon laquelle, lorsque les robots seront trop ressemblants, ils entraineront un malaise si grave qu’il pourrait aboutir à un rejet pur et simple.

Pour finir dans le même registre, voici une autre version de robot synthétique, dans le laboratoire de David Hanson à Dallas (USA), qui travaille sur les expressions faciales. (David Hanson is a doctoral student working in the Institute for Interactive Arts and Engineering at the University of Texas at Dallas His area of research investigates facial expression in robots using recent breakthroughs in elastomer material sciences to enact a sizable range of natural humanlike facial expressions. This branch of robotics will rise in relevance as humans and robots begin to have more face-to-face encounters in the coming years.



Voir aussi sur Asimo :

Asimo TV et Vidéos
Photos de Asimo

 

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