Robotique

Bernard Espiau, Françoise Breton - 6/11/2012

Vers un robot humanoïde de compagnie

Roboto BIP 2000 BIP 2000, robot bipède anthropomorphe : les chevilles et les pieds - © Inria / Photo A. Eidelman

En 1998, la présentation du robot humanoïde de Honda, après 10 ans de travaux secrets, marque un tournant dans la recherche sur les robots humanoïdes. Cette preuve de faisabilité motive une recherche qui peut désormais s’appuyer sur l’évolution fulgurante des technologies et des matériaux. L’enjeu aujourd’hui est de réussir à doter ces robots de suffisamment d’intelligence pour qu’ils puissent rendre des services.

Témoignage de Bernard Espiau, responsable du projet BIP (robot bipède) à Grenoble, puis directeur du centre de recherche d’Inria Grenoble - Rhône-Alpes de 2001 à 2007.

Depuis 5 à 10 ans, le grand public s’est familiarisé avec les petits robots humanoïdes. Il accepte aujourd’hui l’idée de partager sa vie avec de tels compagnons, que ce soit pour le jeu, la formation ou l’assistance aux personnes âgées ou handicapées, voire comme traitement thérapeutique dans certaines maladies psychiatriques.

Mais jusqu’à la fin des années 1990, on n’avait jamais vu de robots humanoïdes autonomes de taille et de poids compatible avec une forme humaine et capable d’effectuer quelques tâches de base. Il existait des prototypes, des solutions partielles, pour les jambes par exemple, mais souvent alimentés et contrôlés de l'extérieur. La présentation par Honda de son robot Asimo en 1998, après 10 ans de recherches secrètes, a démontré la faisabilité de l’entreprise et crédibilisé la recherche dans ce domaine.

C’était important car beaucoup de détracteurs jugeaient la chose impossible du fait de tous les problèmes qui devaient être résolus dans un tel robot : contrôle de l’équilibre de la marche, capteurs multiples performants et peu encombrants (de vision, de sons, de position, de mouvements,…), autonomie en énergie, structure légère, capacités de traitement très importantes et de petite taille, etc.  Honda avait réussi à intégrer toutes ces difficultés technologiques dans un robot de taille raisonnable.

A peu près à la même période, toutes ces technologies ont évolué de façon exponentielle comme en témoignent, par exemple, les processeurs graphiques et les capteurs de vision miniatures et performants qui équipent aujourd’hui nos téléphones portables. Cela réglait beaucoup de ces problèmes d’intégration.

Un défi important : tenir debout et marcher

Un autre élément important, du point de vue scientifique cette fois-ci, pour la réalisation de ces robots, est que nous avions par ailleurs bien progressé sur le contrôle de la stabilité de la station debout et de la marche dans les conditions réelles. Les difficultés principales sont par exemple de monter les escaliers, de se rattraper en cas de risque de chute imminente, etc.

Inria a beaucoup contribué à cet aspect et au contrôle du mouvement en général. Nous avons réalisé le premier prototype européen sur la marche qui a été présenté en 2000 à l’exposition universelle de Hanovre.

Ces travaux sur la marche ont aussi des retombées intéressantes dans d’autres disciplines, notamment dans le domaine de la santé pour concevoir des prothèses, des exosquelettes ou bien faire marcher un paraplégique par électrostimulation fonctionnelle.

Un petit robot compagnon

Robot Nao © Inria / Photo H. Raguet

Des progrès énormes ont été réalisés pour assurer une marche stable aux robots anthropomorphes mais il y a encore aujourd’hui beaucoup de recherches à faire pour obtenir des algorithmes de commande permettant d’améliorer la robustesse et la fiabilité des mouvements.

Un chercheur de l’équipe Bipop, Pierre-Brice Wieber, travaille depuis quelques années en étroite collaboration avec la société française Aldebaran dans le but d’améliorer la marche des petits robots Nao. Ces robots programmables de 58 cm de hauteur et d’apparence attrayante sont destinés, à terme, au grand public pour des activités ludiques ou de services.

Aujourd’hui ils sont utilisés comme plateforme de recherche par plus de 450 laboratoires, notamment pour développer des compétences sur le comportement social indispensable à leur interaction avec les humains.

Et dans 20 ans ?

Bernard Espiau, directeur scientifique adjoint de 2006 à 2011.

Bernard Espiau © Inria / Photo R. Lamoureux

« Il est indispensable maintenant que les robots acquièrent de plus grandes capacités à comprendre le monde et à interagir avec lui. Ils sont actuellement moins efficaces qu’un enfant de trois ans, ce qui est tout à fait rédhibitoire pour en faire un compagnon utile. Mon espoir est que l’on progresse dans ce domaine très difficile de l’intelligence robotique. Il existe aujourd’hui deux écoles qui ne donnent satisfaction ni l’une ni l’autre. Une approche consiste à modéliser le monde extérieur, mais tout ne peut pas être modélisé ! L’autre procède par apprentissage mais ce qui est appris est beaucoup trop sommaire et demande trop de temps. Il me semble que la progression en autonomie des humanoïdes proviendra de la combinaison de ces deux approches. »

Mots-clés : Robotique Bernard espiau Pierre-brice Wieber Équipe BIPOP NAO INRIA Grenoble - Rhône-Alpes Aldebaran

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