"Il faut envisager de partager notre vie quotidienne avec un robot !"

Jean Paul Laumond, spécialiste de la robotique humanoïde, prononce ce 19 janvier sa leçon inaugurale au Collège de France, à Paris. Directeur de recherche au LAAS-CNRS, et titulaire pour un an de la chaire d'Innovation technologique Liliane Bettencourt, il fait le point pour L'Usine Nouvelle sur les progrès et le développement des robots.
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L'Usine Nouvelle - Les robots d'aujourd'hui savent-ils mieux s'adapter à leur environnement ?
Jean-Paul Laumond - Il y a eu beaucoup d'avancées depuis les années 1990. Il suffit de comparer le robot anthropomorphe P1 de Honda, qui après 7 années de recherche a fait ses premiers pas en 1993, et le dernier né du japonais, Asimo, qui sait courir, marcher à cloche-pied et éviter les personnes qu'il croise. Mais entre-temps on a vu des robots saisir des objets flottant dans l'espace, explorer la planète Mars, assister des chirurgiens, jouer de divers instruments de musique…

Qu'est-ce qui a permis ces progrès ?
Les robots ont amélioré la perception de leur environnement, grâce notamment à l'analyse d'image. Il y a eu aussi d'importants progrès en mécatronique, comme on peut le voir sur un robot humanoïde comme Asimo. Enfin, les développements en mathématiques appliquées ont fait progresser le contrôle du système. Par exemple, c'est grâce aux mathématiques qu'un robot est maintenant capable de s'arrêter instantanément en cas de choc ou de contact imprévu. C'est ce qui fait que l'on peut prendre un robot par la main et le guider, comme on le ferait avec un être humain…

Plus généralement, en robotique humanoïde, une grande difficulté est la disparité entre l'espace de la tâche à réaliser, comme par exemple saisir un objet dans l'espace à 3 dimensions, et l'espace de contrôle du mouvement dans lequel il faut piloter 30 moteurs. Là-aussi, les mathématiques sont à l'origine de beaucoup de progrès.

Quels sont les défis posés aujourd'hui à la robotique ?
Pendant longtemps, les robots ont été cantonnés dans les usines. Depuis quelques temps, on les envoie sur des planètes, ou dans les fonds sous-marins : là où l'homme ne pourrait pas aller. Mais ce qui est nouveau aujourd'hui, c'est qu'à relativement court terme des robots vont faire partie de notre environnement quotidien. Il faut dès maintenant envisager de partager notre vie quotidienne avec un robot ! Cela pose de nombreux défis, dont celui, essentiel, de la sécurité. Les mathématiques ont ici leur rôle à jouer, on l'a vu, mais aussi la mécatronique, avec des moteurs électriques mieux adaptés à l'interaction avec les humains, et bientôt des bras de robot dont la raideur est régulée. Mais une partie de la recherche est pluridisciplinaire, à la frontière entre la robotique et les sciences de la vie.

Une discipline à la loupe
Jean-Paul Laumond anime le groupe de recherche Gepetto du LAAS-CNRS, à Toulouse, centré sur la modélisation des mouvements pour les robots humanoïdes et les mannequins numériques. Concevoir des robots plus autonomes, capables de travailler au contact des êtres humains : tels sont les défis que la robotique doit relever aujourd'hui, et que Jean-Paul Laumond va passer en revue. Un panorama en dix leçons, complétées par des séminaires menés par des spécialistes mondiaux, du 19 janvier au 19 mars 2012, au Collège de France.
Comment la robotique et les sciences du vivant peuvent-elles coopérer ?
Prenons le cas de la chirurgie. Pour que la pince d'un chirurgien assisté par un robot puisse se poser sur un cœur battant, il faut que le robot dispose d'un modèle numérique du cœur battant. Pour cela, il faut donc que les roboticiens travaillent avec les chercheurs en sciences de la vie. D'une manière générale, si l'on veut placer des robots au contact des êtres humains, il faut que ces machines intègrent un modèle de l'homme. Les recherches sur la locomotion anthropomorphe se font en collaboration avec les neurosciences. Des échanges qui sont d'ailleurs à double sens, car de nouveaux modèles humanoïdes conçus par des roboticiens peuvent aussi servir à mieux comprendre le fonctionnement du corps humain.

Les robots de service et d'assistance médicale font des progrès étonnants. Mais que devient la robotique industrielle ?
On croit parfois que la recherche en robotique industrielle, c'est fini. Mais c'est complètement faux ! Un seul exemple : les robots construits par l'entreprise japonaise Kawada. Ce sont des robots fixes, munis de deux bras et d'une tête équipée de stéréovision, conçus pour se substituer à un opérateur sur une chaîne de fabrication. Ces robots industriels ne sont plus enfermés dans une cage pour des raisons de sécurité : ils sont capables d'interagir avec un autre robot, et surtout avec un opérateur humain voisin. Je connais bien M. Kawada (notre laboratoire a travaillé avec l'un de ses robots) et quand je lui ai demandé pourquoi sa société – une entreprise de BTP !- s'est impliquée dans ce domaine, il m'a répondu qu'il investissait en prévision d'un marché futur colossal : l'automatisation de la production de petits composants de biens de consommation, telle qu'elle est réalisée aujourd'hui en Chine par des centaines d'opérateurs juxtaposés devant des tapis roulants.

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