Des robots et des hommes

A l'atelier, à la maison, dans les allées d'un supermarché ou d'un salon, l'homme va devoir partager son espace avec des robots. Reste à leur apprendre à interagir avec les humains, pour les rendre sûrs et... utilisables.

Le robot ménager ne se contente plus de hacher menu. Il passe l'aspirateur, déballe les courses, sert le repas et range la vaisselle. Au Japon, du moins. Dommage qu'il fasse si peu de cas des habitants des lieux, comme l'a constaté Nathalie Kosciusko-Morizet, la secrétaire d'État chargée de la Prospective et du Développement de l'économie numérique, de passage à Tokyo en février dernier : « J'ai été impressionnée, quoiqu'un peu déçue de n'avoir pas réussi à attirer l'attention du robot pendant qu'il passait le balai. Manifestement, il ne sait pas encore quelles sont les priorités... », écrit-elle sur un blog. Bien vu. Le principal défi de la robotique moderne est effectivement de doter les robots d'une conscience de leur entourage et d'eux-mêmes. Même si des robots de service aux tâches bien définies sont déjà commercialisés, la route sera encore longue avant que ce ne soit plus à l'homme de faire attention aux robots, mais l'inverse.

SE REPÉRER DANS L'ESPACE

Premier défi : la sécurité. « Les robots travaillant dans des espaces habités doivent être puissants pour être utiles, mais devront être allégés pour réduire leur inertie et éviter les collisions », explique Chris Melhuish, professeur de robotique à l'université de Bristol. Le robot doit donc avant tout savoir se repérer dans l'espace, identifier les objets et - surtout - les humains qui s'y trouvent. « Pour optimiser les trajectoires et l'action de notre futur robot d'assistance RoboDomeo, nous l'avons doté d'une technologie de repérage dans l'espace de type SLAM (Simultaneous Localisation and Mapping). Mais il ne sera pas encore capable de faire la différence entre deux pensionnaires dans les couloirs d'une maison de retraite », reconnaît François Hirigoyen, le directeur commercial du fabricant français Robosoft. Il y a en effet encore de gros progrès à réaliser en analyse d'images. « Depuis une caméra fixe, les algorithmes permettent de reconnaître un individu, de suivre un objet ou une main. Mais cela devient beaucoup plus difficile en mouvement, dans un environnement inconnu et en temps réel », rappelle François Chaumette, directeur de recherche à l'Inria.

INTÉGRER LA SÉCURITÉ DÈS LA CONCEPTION

Pour éviter les collisions, les robots doivent aussi apprendre à être conscient de leur propre corps (la proprioception). Et si le contact avec un humain doit se produire, il doit être le plus délicat possible. « La plupart des robots ne peuvent aujourd'hui travailler que s'ils sont isolés des humains, ou s'ils bougent très lentement », observe Antonio Bicchi, professeur à la faculté d'ingénierie de l'université de Pise et directeur du projet européen Phriends (Physical Human-Robot Interaction Dependability and Safety), qui vise à développer une nouvelle génération de robots à la fois sûrs et assez polyvalents pour interagir avec des humains. Une démarche qui implique de repenser tout le design d'un robot, en cherchant non plus à garantir la sécurité par l'ajout de capteurs externes et d'algorithmes qui créent de la complexité et retirent de la robustesse, mais en intégrant la notion de sécurité dès la conception du robot. Les chercheurs ont par exemple imaginé un bras doté d'un variateur de rigidité, ou VSA (Variable Stiffness Actuator), qui rend le membre plus « doux » quand il bouge vite et est susceptible de cogner un humain, et plus dur lorsqu'il doit réaliser des travaux de précision. Une autre piste, explorée au Fraunhofer Institute for Manufacturing Engineering and Automation (IPA) en collaboration avec le chimiste Bayer, consiste à recouvrir le robot d'une peau protectrice à la fois flexible et amortisseuse, qui associe deux types de mousses de polyuréthane.

LA NÉCESSITÉ D'UNE INTELLIGENCE SOCIALE

Mais plus que tout, les robots de service doivent acquérir une intelligence sociale. « Il faut créer une intimité entre le robot et l'homme », explique Philippe Bidaud, le directeur de l'Institut des systèmes intelligents et de robotique (ISIR, CNRS-UPMC). En complément de la parole, cette intimité passe par des modes de communication non verbaux comme le geste, la position des yeux, l'expression du visage, les mouvements du corps, de la tête, voire le contact haptique (ou toucher). Le projet européen « Semaine », mené par le centre de recherches en intelligence artificielle allemand DKFI, développe ainsi un système d'écoute artificielle sensible (ou SAL, pour Sensitive Artificial Listener), capable de percevoir la modification d'une expression, d'un regard, ou de la voix. « L'important est aussi de limiter les mouvements à ceux que l'homme peut comprendre, pour éviter les effets de surprise », explique Rachid Alami, directeur de recherche au CNRS/LAAS. C'est pourquoi une grande part des recherches concernent l'observation des comportements humains pour apprendre au robot à les reproduire. « Nous travaillons également beaucoup sur le concept d'intention jointe, en instaurant entre l'homme et le robot un dialogue lié à la tâche à accomplir, afin de rythmer et de synchroniser leurs actions », explique Rachid Alami.

Les roboticiens travaillent aussi sur l'acceptabilité du robot, notamment via sa forme. « Pour un robot de service, l'important est qu'il ait une forme humanoïde, mais une ressemblance parfaite n'est pas nécessaire », observe Bruno Maisonnier, le PDG d'Aldebaran Robotics. Au-delà même de son apparence, l'homme devra changer son regard sur les robots, conditionné par la science-fiction. « Il ne faut pas s'attendre à sortir un robot de service de sa boîte et qu'il fonctionne immédiatement. Ils auront tous besoin d'une phase d'apprentissage », rappelle Philippe Bidaud. Une logique qui implique que le robot puisse apprendre seul, sans passer par la programmation. C'est ce que tente de réaliser une équipe britannique de l'université de Hertfordshire avec iCub, un robot qui apprend à parler comme un enfant de trois ans et demi.

Les critères de socialité et de sécurité d'un robot de service sont donc nombreux. Du coup, aucune norme ni règle de certification de mise sur le marché n'existent encore, sans parler de règles éthiques, toujours en chantier. « De toute façon, on ne pourrait pas certifier tous les robots de la même manière. Il faut étudier chaque cas particulier », remarque Rachid Alami. Les premiers robots de service à la personne devraient être mis en vente dès 2010 ou 2011 : il va devenir urgent de se poser la question.