Tests de psychologie et tâches ménagères, comment le CNRS apprend l'intelligence de situation au robot

La perception de l’environnement par le robot et sa compréhension des situations sont les ingrédients essentiels d'une robotique d’assistance efficace et bien acceptée dans l’industrie comme dans la santé. Les recherches du LAAS du CNRS en la matière sont prometteuses. En voici un aperçu.

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Tests de psychologie et tâches ménagères, comment le CNRS apprend l'intelligence de situation au robot
Pour améliorer l’interaction homme robot, le LAAS a également travaillé sur l’approche de l’homme par le robot, avec l’intégration d’une distance acceptable pour l’humain et de mouvements non brusques. Ces fonctions ont été testées sur le robot Spencer, déployé dans l'aéroport d'Amsterdam pour guider les voyageurs.

L’industrie a longtemps rêvé de robots autonomes et performants, capables de réaliser seuls dans leur coin et avec succès la tâche assignée. Mais depuis quelques-années, l’idée d’un robot coéquipier ou assistant de l’humain dans son travail progresse. Les "cobots", ces robots collaboratifs capables de travailler dans le même espace que l’humain sans le mettre en danger, connaissent un succès grandissant. Mais sécurité n’est pas interaction. "Quand il y a vraiment interaction entre le robot et l’humain, le robot ne travaille pas pour nous mais avec nous", souligne Rachid Alami, responsable de l'équipe Robotique et InteractionS (RIS) du Laboratoire d'Analyse et d'Architecture des Systèmes (LAAS) du CNRS à Toulouse et rencontré lors d’un colloque organisé les 31 janvier et 1er février par le CNRS.

Une nuance lourde de conséquences. "Partager le travail avec un robot pose des questions en matière de prise d’initiative, de rythme, d’adaptation, de pertinence des choix du robot et de son acceptabilité par l’humain", poursuit Rachid Alami. Des questions au cœur des recherches menées par son équipe.

Faire passer au robot un test de psychologie pour enfant

Dans ses recherches, le LAAS a commencé par travailler sur la perception du robot afin que celle-ci intègre le point de vue de l’humain avec lequel il interagit. "Quand un robot calcule la position d’objets présentés sur une table devant lui, il peut estimer quels objets lui sont accessibles mais aussi calculer la visibilité de son partenaire humain et son accessibilité aux objets", explique Rachid Alami. L’intérêt : savoir si un objet est invisible pour son interlocuteur ou identifier un emplacement qui lui est accessible pour y déposer quelque-chose.

Les chercheurs de l’équipe RIS sont ensuite allés plus loin en développant les capacités de leur robot PR2, une unité mobile à taille humaine dotée de 2 bras fabriquée par Willow Garage et destinée à la recherche académique. L'objectif ? Lui permettre de passer le test psychologique pour enfant dit de "Sally et Anne". L’enjeu étant la détection de vues divergentes d’une même situation : deux hommes se tiennent devant le robot. Un premier prend une balle et la place dans un carton. Il sort de la salle. Le deuxième protagoniste sort la balle du carton et la place dans un second. L’homme sorti revient. Il demande au robot où chercher la balle cachée. "L’intérêt de cet exercice est que le robot intègre le fait qu’il connait une information inconnue pour l’homme et qu’il peut donc être plus pertinent dans la réalisation d’une tâche qui nécessite de connaître cette information", pointe Rachid Alami.

Quand le robot surveille l’humain et s’adapte

En utilisant des algorithmes de planification et de recherche dans des graphes d’états, l’équipe RIS a ensuite réussi à faire faire au robot un exercice d’activité partagée avec un humain. Le scénario leur demandait de débarrasser une table, chacun enlevant un objet l’un après l’autre, puis le robot devant nettoyer la table afin que l’homme y pose quelque-chose. "Dans cet exercice, nous avons demandé au robot de surveiller les actions de l’homme et nous avons utilisé un planificateur de tâches pour lui permettre de revoir le plan des étapes en cas d’imprévu", explique Rachid Alami.

Et la gestion de l’imprévu a été réussie. En cours d’exercice, l’homme est sorti de la salle. Alors que le scénario indiquait que l’homme devait enlever l’objet suivant, le robot n’a pas attendu bêtement. Il a continué la série d’action jusqu’à ce que l’homme revienne. Et il a intégré l’absence de l’homme dans la salle au moment où il nettoyait la table. Une information clé pour la suite du scénario : le robot sait que l’homme attend que la table soit propre pour y poser un objet donc il va en informer l'homme à son retour.

Il est facile d’imaginer comment ces technologies d’interaction pourraient trouver leur place sur les lignes de production. Mais encore un peu de patience. Si l’équipe RIS travaille sur des projets communs avec Airbus et Kuka, Rachid Alami estime que des améliorations sont encore à apporter à ces solutions, sur la précision de la perception du robot par exemple.

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