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Les robots au service des hommes

Document http://funzim.com/

L'intelligence artificielle (I)

Après nous avoir leurré avec des androïdes factices comme R2D2 et C-3PO de "Star Wars", Data de "Star Trek", le Terminator ou encore David de "AI", nos ingénieurs commencent à créer des machines qui ressemblent véritablement à des androïdes fonctionnels, au point de duper les enfants qui se demandent si finalement ils ne sont pas vivants... Parfois on peut effectivement se poser la question tellement ces créatures sont réalistes ! Mais l'air ne fait pas la chanson.

Les premiers robots interactifs remontent à 1970, lorsque Tezuka Osamu présenta à l'Exposition Universelle de Tokyo les premiers robots capables de parler et de saluer le public. On nous présenta ensuite un robot musicien à l'Exposition de Tsukuba en 1989.

Il faudra attendre la fin des années 1980 pour que les chercheurs développent les premiers capteurs sensoriels pour la proprioception indispensable au déplacement et à la perception des objets.

Nous allons revoir l'éventail des robots en les regroupant en catégories : 

- les robots de recherche

- les robots militaires

- les robots d'exhibition

- les robots simulateurs (en médecine)

- les robots domestiques

- les exosquelettes.

Les robots de recherche

Les robots destinés à la recherche scientifique permettent aux cybernéticiens et aux psychologues notamment de mieux comprendre l'élaboration de la pensée et la manière dont nous interagissons avec l'environnement, et aux chercheurs en neurosciences, en médecine bionique et en biologie notamment, de simuler certaines attitudes afin de mieux comprendre le fonctionnement des membres et les réactions du corps.

COG, de Rodney Brooks

Le robot COG de Rodney Brooks du MIT a été construit en 1991. Ce robot était capable de voir, d’entendre et de réfléchir, et notamment de se regarder dans un miroir en s'identifiant à son image. COG réagissait en fonction de son environnement, il apprenait à reconnaître les visages et pouvait suivre des objets en mouvement ou répondre aux stimuli sonores et visuels comme le ferait un enfant. C'était le robot le plus évolué de sa génération.

Fort de son expérience, Brooks fonda la société iRobot et son expertise technique sera mise à profit pour construire la rover télécommandée Sojourner qui explora la surface de Mars en 1997 et quantité de robots chenillés utilisés par la sécurité civile et par l'armée.

Le projet COG fut clôturé en 2003. Le robot est exposé au musée du MIT consacré à l'Intelligence Artificielle.

A voir : Les vidéos du projet COG du MIT

A gauche, COG le penseur. A droite, en 2000, épaulé par son créateur Rodney Brooks du MIT, COG se découvre dans le miroir. Documents MIT/Sam Ogden et Peter Menzel.

Kismet, de Cynthia Breazeal

Un autre projet spectaculaire qui fit progresser la recherche en I.A. fut le robot Kismet également élaboré au MIT.

Le projet fut initié par la Dr. Cynthia Breazeal avec l'aide de quatre collègues dans le cadre de son doctorat de recherche consacré à l'échange des expressions sociales entre les humains et les robots humanoïdes. Le projet fut financier par le DARPA et le groupe japonais NTT.

La structure robotique sera réalisée en mars 1997 et il aura sa forme définitive en mars 1998.

Kismet est un système capable de voir, entendre et ressentir son environnement grâce à des capteurs proprioceptifs. Il peut exprimer des émotions mais également réagir à celles de son interlocuteur grâce à des fonctions motrices et perceptuelles.

Kismet peut aussi prononcer des sons. Ils sont généralement inintelligibles mais à l'occasion ils peuvent avoir un sens, comme le mot "Hi" (bonjour) .

Kismet présente également des expressions faciales et des moteurs lui permettent d'orienter son regard, sa tête, ses oreilles et de bouger la forme de ses lèvres.

Son système d'intelligence artificielle s'articule autour de systèmes d'attention et de perception centrés sur les expressions du visage et l'intensité des stimuli. Ces informations sont communiquées à un système comportemental mesurant le niveau d'activation.

En combinant ces concepts dans un "système de motivation", Kismet est capable de ressentir et d'exprimer des états émotionnels et des expressions : la joie, l'intérêt, la tristesse, la colère, la surprise, le dégoût, le calme, la fatigue et la peur.

Le robot Kismet développé au MIT en 1998 et ses fameuses expressions faciales le rendant si "humain" au point que le public se prend vite d'amitié pour lui et établit naturellement un contact avec cette créature artificielle. Dans le charabia des sons qu'il émet, parfois un mot a du sens, suscitant encore plus d'intérêt. A droite, un schéma de son moteur comportemental à la base de son expérience. Voici le circuit concernant la stimulation, la fatigue et ses interactions sociales.

Ces systèmes bien que programmés, laissent la liberté à Kismet d'apprendre et donc de s'améliorer au contact des humains.

En bref, Kismet est l'un des robots les plus sophistiqués jamais conçu malgré qu'il soit limité à une tête humanoïde. Il est aujourd'hui exposé dans le musée d'Intelligence Artificielle au MIT où les visiteurs peuvent interagir avec lui. Assurément, il vaut le détour.

Les robonautes de la NASA

En 2001, le DARPA (qui finança le développement d'ARPANET, du GPS et de quantité d'autres innovations de haute technologie) en collaboration avec le centre JSC de la NASA, Vanderbilt, le MIT et l'USC mis au point le "robonaute".

Le robonaute de la NASA dont voici une autre photo.

Ce robot fut amélioré en 2003 dans la version R2 et épaula les astronautes en 2011. A terme, il devrait tenir bon durant les 8 heures que dure une EVA, résister à des différences thermiques comprises entre -25°C et +105°C et bien sûr fonctionner dans le vide sous 0g sans montrer la moindre fatigue.

Notons au passage que malgré tout le savoir faire des ingénieurs, il n'existe toujours aucune technologie capable de faire fonctionner plus de quelques dizaines de minutes un appareil par des températures glaciales inférieures à -50°C (d'ailleurs, la plupart des instruments de mesures ne descendent pas en-dessous de -20°C). Même dans l'espace, les satellites tournent sur eux-mêmes et ne restent pas plus de 30 minutes exposés à des températures inférieures à -100°C.

Si un jour nous voulons envoyer des robots explorer par exemple le fond de certains cratères lunaires situés au pôle Sud qui ne sont jamais exposés au Soleil et où règne en permanence une température voisine de -150°C ou certaines dépressions Antarctique où la température oscille entre -80 °C et -92.3°C (record absolu), les ingénieurs devront imaginer des résistances chauffantes d'une nouvelle génération, capables de supporter ces températures extrêmes durant plusieurs heures. Sinon la seule alternative sera d'utiliser des moyens satellites pour les ausculter à distance. A ce jour, le froid extrême reste une barrière infranchissable autant pour l'homme que pour les robots.

Les robots scientifiques peuvent également aider les chercheurs à comprendre certains propriétés comme l'auto-organisation ou l'auto-assemblage. C'est ainsi que les micro-robots M-Blocks du MIT devraient à terme être capables de s'auto-assembler et de fabriquer eux-mêmes les objets dont ils ont besoin (voir le lien ci-dessous).

A lire : Le robonaute R2 embarque pour la station ISS (sur le blog, 2011)

M-Block, le micro-robot qui s'auto-assemble (2013)

Les robots militaires

Depuis que les armées existent, les centres de commandements ont toujours veillé à ce que leurs troupes en mission bénéficient d'un soutien en première ligne aussi performant que celui fourni à l'Etat-Major. Cela signifie que les soldats et leurs officiers doivent disposer sur le terrain des opérations de toutes les informations nécessaires pour mener à bien leur mission mais également tout le matériel, y compris de support et de maintenance.

De nos jours, tout le support aux armées est apporté sur le terrain par des moyens de transport automobiles et aériens allant du Hummer au bombardier B-2 furtif en passant par le gigantesque Boeing C-17 GlobeMaster et la légère estafette de campagne.

Les informations analysées par des ordinateurs parfois équipés de systèmes de reconnaissances vocaux sont transmises aux soldats par vidéos ou signaux radiofréquences cryptés au moyen de supports très variés. Parmi les plus utilisés citons les antennes paraboliques et les radios portatives en onde-courtes V/U/SHF, les liaisons Wi-Fi, les cartes militaires OLED, les drones ou UAV (RQ-4A Global Hawk, Taranis) et autres robots-insectes, les ballons (par ex. LEMPV ou Blimp) sans oublier les satellites espions hérités de Keyhole, les satellites de télécommunications ainsi que les GPS intégrés au réseau Echelon.

Aujourd'hui, à travers ces technologies de pointe, nous sommes les témoins d'une véritable révolution, celle de l'industrialisation de la guerre.

A gauche, le robot MAARS de QuinetiQ, pour le moins disuasif. A droite, BigDog. Il porte bien son nom. Ce robot autonome conçu par Boston Dynamics (qui fut rachetée par Google en décembre 2013) est capable de transporter plusieurs centaines de kilos, il résiste à un choc latéral, il peut traverser tous les types de terrain, y compris marcher sur du verglas ou dans la neige. S'il dérape, il est capable de se rattraper quitte à plier les genoux.

L'armée utilisant généralement du matériel lourd qu'elle doit transporter à travers tous les terrains, les gouvernements et tout spécialement l'armée américaine et ses alliés ainsi que la Russie investissent de plus en plus dans des robots capables d'assurer différents types de missions : la surveillance, la reconnaissance, le support et même capables de combattre.

Par "robot" militaire, il faut entendre tout système assurant une fonction de manière automatique, autonome ou contrôlé à distance, qui aide le soldat à accomplir sa mission. Il peut s'agir d'un dispositif aidant le soldat à transporter son matériel, le protégeant, surveillant la zone de repli, l'objectif, etc.

Parmi les robots existants ou dont les projets sont en voie d'aboutir citons parmi les plus connus : les robots chenillés de surveillance et de reconnaissance (par ex. iRobot, OFRO), le transporteur modulaire polyvalent (CaMEL, Cheetah, BigDog) et le robot d'acquisition de cible et armé (MAARS). Notons que certains robots fabriqués par Boston Dynamics (inventeur de Cheetah , BigDog, WildCat, etc), propriété de Google depuis fin 2013, sont capables de monter sur des parois verticales, des murs ou des vitres. Mais les Etats-Unis ont déjà été plus loin.

A voir : PETMAN Test Camo - BigDog Reflex, Boston Dynamics

A gauche, la tenue de combat impressionnante d'un soldat de l'armée américaine (brigade de l'US Army). Son casque est équipé de moyens de communications et peut être muni d'un affichage tête haute (HUD, projetant des informations sur la surface interne et semi-réfléchissante du casque) et d'un système de vision nocture (amplificateur d'image). A terme, selon le DARPA, cette silhouette pourrait cacher un robot, tel PETMAN que l'on voit à droite. Conçu par Boston Dynamics c'est aujourd'hui le robot le plus anthropomorphique et l'un des plus performants que l'on ait construit. Il présente des performances similaires au robot Asimo de Honda.

Avec le support financier du gouvernement, Boston Dynamics travaille actuellement sur un véritable robot humanoïde (PETMAN) qui, à en croire le DARPA, remplacera un jour le soldat armé d'un fusil par un robot humanoïde équipé d'un PHaSR (Personnel Halting and Stimulation Reponse), une arme laser non létale (voir ce rapport), laissant les balles réelles aux humains.

Ceci dit, vu les questions juridiques qui entourent déjà l'utilisation de drones armés lors de conflits internationaux, il faudra bien un jour amender le droit militaire et la législation internationale pour tenir compte du rôle des robots et des responsabilités des différents acteurs, qu'ils soient sur le terrain ou assis derrière leur bureau à manipuler un joystick.

En alliant la technologie développée par Boston Dynamics aux performances des robonautes ou d'Asimo, les Etats-Unis envisagent très sérieusement de fabriquer des robots de combat aussi sophistiqués que ceux de "Star Wars".

A voir : Army Robots of the Future, The History Channel

The Future of Military Dogfighters, The History Channel

DARPA Robotics Challenge

Dans quelques générations, les robots nous épauleront avec un degré de confiance au moins égal à celui des hommes et pourront même anticiper nos réactions. Ils prendront une forme humanoïde ou plus utilitaire en fonction des besoins, tout en sachant que nous préférons toujours dialoguer avec un interlocuteur à visage humanoïde qu'avec une machine. Documents T.Lombry et OnlyHDWallpapers.

Aujourd'hui, les soldats des grandes puissances ont déjà à leur disposition des moyens de haute technologie. A côté des moyens de communications sophistiqués et des écrans souples interactifs, ils disposent de viseur à tête haute, de lunette de vision nocturne, de systèmes de guidage laser et de toute la panoplie des accessoires du génie militaire, et pourquoi pas d'une cape d'invisibilité.

A Fort Benning, en Georgie, l'armée américaine propose à ses soldats un casque à réalité virtuelle et augmentée équipé d'un écran de 1 cm relié au réseau militaire. Grâce à cette technologie, aujourd'hui, les soldats qui sont sur le terrain sont reliés à Internet.

D'ici 2030, les soldats porteront des uniformes furtifs qui résisteront au tir d'un fusil d'assaut grâce aux propriétés du graphène et leur tenue sera 10 kg plus légère.

Nous verrons que l'armée leur propose aussi des exosquelettes pour les aider à transporter tout leur équipement ou des charges très lourdes sans effort.

De sources scientifiques, il se pourrait que vers 2025 les soldats de l'US Army soient équipés d'un casque au moyen duquel ils pourront communiquer par télépathie syntétique.

Selon le DARPA, vers 2030, les bombardiers et chasseurs de nouvelle génération de l'USAF seront équipés d'intelligence artificielle. Vers 2035, les troupes seront épaulées par des robots, et en 2040 tous les vaisseaux de guerre seront équipés d'intelligence artificielle et pourront être pilotés à distance.

Dans d'autres armées, évoquer les robots, la réalité virtuelle, les exosquelettes et les tenues de combats légères et blindées, cela n'existe pas dans le catalogue de leurs fournisseurs et c'est encore de la science-fiction !

Si aujourd'hui nous avons beaucoup de peine à fabriquer des robots autonomes humanoïdes fiables capables de nous épauler, dans quelques générations les robots nous ressembleront et auront la faculté d'anticiper notre pensée. C'est du moins le but que poursuivent les chercheurs ainsi que nous allons le découvrir dans le prochain chapitre.

Prochain chapitre

Les robots d'exhibition

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