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Le 27 mai 2015, un robot insecte de l’UPMC était à la une de Nature. La première fois que cette thématique ouvre la célèbre revue scientifique. Ce qui lui vaut cette place de choix ? Un algorithme innovant qui permet aux robots de s’adapter en moins de deux minutes aux pannes et aux dommages qu’ils peuvent subir.
Ses créateurs : une équipe de trois scientifiques de l’ISIR* (UPMC/Inserm) et un chercheur américain**. Parmi eux Jean-Baptiste Mouret, le porteur du projet, et Antoine Cully, son doctorat. « Quand on se foule la cheville, on ne sait pas spécialement si c’est le ligament ou l’os qui est abimé. Mais on choisit la façon la moins douloureuse et la plus efficace de se mouvoir pour rentrer à la maison », explique Antoine Cully. « C’est ce principe que nous avons appliqué à nos robots ».
Enfance simulée
Un nouvel algorithme – Intelligent Trial and Error (ITE) – anime l’insecte mécanique de l’ISIR. Par des essais-erreurs, il incite la machine à se débrouiller par elle-même. « Une patte déconnectée ou arrachée… quelle que soit la panne, le robot apprend seul une nouvelle façon d’accomplir sa tâche en moins de deux minutes ! ».
Pour parvenir à ce résultat, il fallait doter l’insecte d’une expérience passée, d’une mémoire. «L’enfance simulée », souligne le doctorant. Connectée à un puissant calculateur, elle a été invitée à rechercher toutes les façons de marcher en étant intacte. « Les possibilités étaient quasi infinies mais après 15 jours de calcul, le robot a sélectionné les 13 000 meilleures et les a classées selon leur diversité et leur efficacité. Il a établi des cartes de comportements-performances ».
Une fois endommagé, le robot utilise sa caméra 3D pour visualiser l’espace qui l’entoure. Il estime sa trajectoire, et teste parmi les 13 000 meilleures possibilités qu’il a retenues la marche qui maximisera sa vitesse de déplacement. « L’algorithme s’appuie sur une notion de voisinage pour trouver le comportement le plus adapté. Si l’un s’avère peu efficace, il considère que les plus proches le sont également et teste une solution plus éloignée. Il fait ça seulement 5 ou 6 fois avant de trouver la bonne. C’est très rapide, et rend la méthode facilement utilisable !».
Plus fiables et moins coûteux
Ainsi capables de s’adapter, les petits robots sont plus fiables et ne sont plus confinés au laboratoire. « On les imagine bien sur des sites hostiles à l’Homme. A Fukushima pour des interventions techniques, ou sur des zones de séisme à la recherche de victimes. Dans ces situations, il faut préserver la vie des intervenants et rapatrier les machines », explique Jean Baptiste Mouret. Ils sont aussi attendus dans des environnements plus conventionnels (usine, bureau, maisons) pour des services simples. « Il est impossible d’affecter un technicien ou un ingénieur derrière chacun d’eux. Poursuivre leur tâche en attendant une réparation est rassurant et moins coûteux pour leur propriétaire. L’autonomie des petits robots est la clé de leur rentabilité ».
Vision à 15 ans
La publication a donné ses lettres de noblesses à la robotique. « La société change de regard sur notre activité et la considère comme une thématique d’avenir, au même titre que la recherche contre le cancer ou la physique », se réjouit le chercheur. Jean-Baptiste Mouret a reçu un financement de l’Union européenne (ERC Starting Grant) pour poursuivre ses travaux et porter l’algorithme ITE sur des robots plus proches de notre quotidien. « Du robot roues-pattes au robot humanoïde, nous allons montrer que l’ITE peut fonctionner sur une large gamme de machines, des plus simples aux plus complexes. Nous visons autant les applications des cinq prochaines années que celles disponibles dans 15 ans ».
Communiqué UPMC (Université Pierre et Marie Curie)
*Institut des systèmes intelligents et de robotique
**Jeff Clune, University of Wyoming
EN SAVOIR PLUS :
L’article publié dans le monde le 28 mai 2015
