Robots
III - Robots et apparence humaine :
Quand les robots marchent dans les pas de l’homme
III.1 : bipédie
Un autre élément caractérisant le vivant que les roboticiens souhaitent faire acquérir à leurs machines est la ressemblance avec l’homme. Cet aspect humanoïde est essentiel afin que les robots soient acceptés par l’homme dans leur environnement quotidien, comme par exemple les petits robots d’accueil Emiew et Emiew2 de Hitashi [1] qui sont amenés à évoluer dans une entreprise. De même, afin d’être accepté comme compagnon de jeu, le robot ludique - Qrio (« Quest for cuRIOsity », Quête de la cuRIOsité en français, son ancien nom de code étant le SDR-4XII pour « Sony Dream Robot ») de Sony ressemble à un petit bonhomme [2]. C’est par ce même principe que les droïdes de protocoles tels C3PO des films « Star Wars » ou le robot « à tout faire » NDR-114 (Andrew) dans le film « L’Homme Bicentenaire » de Chris Colombus (1999) qui doivent interagir avec les humains, ont également un aspect humanoïde. Cette humanité conférée aux robots, qui sont alors qualifiés d’androïdes, passe essentiellement par la ressemblance physique.
Cette ressemblance physique tient essentiellement à la bipédie. Or la marche progressive des robots vers la bipédie est soumise à des contraintes d’équilibre et de position du centre de gravité.
Les hexapodes et quadrupèdes ont un nombre plus élevés de points d’appui et peuvent franchir des obstacles de manière plus aisée, tandis que l'emprise au sol est plus faible. Mais la bipédie requiert un nombre élevé d'articulations dans un espace de volume réduit, le système doit être en permanence en équilibre, soit statique, soit dynamique, et doit avoir la possibilité de mettre en place des corrections rapides des déséquilibres.
Les roboticiens et les chercheurs de l’IRCCyN (Institut de Recherche en Communications et en Cybernétique de Nantes) s’attachent donc à étudier la bipédie et les mécanismes de la marche. Pour cela, ils ont créé deux robots marcheurs [3]. Le robot Semi-Quad [4] est une simplification d’un robot quadrupède qui aurait un déplacement de ses pattes par paire, la quadrupédie est donc simulée avec une bipédie. Le robot-rabbit [5] [6] est un robot bipède développé dans le cadre du projet Robea «Commande pour la marche et la course d’un robot bipède».
Mais ces deux robots ne mettent en œuvre que des « jambes » et doivent être reliés à un système électronique de commande pour fonctionner. Il leur manque également encore un corps.
Or, si l’objectif est de créer un robot totalement autonome, il doit embarquer dans le volume limité de son corps à la fois son énergie (batterie) et le système de commande. Or la masse qu’il est possible de transporter est également limitée, et en général doit être positionnée en hauteur (tronc) ce qui a une grande influence sur la dynamique et l’équilibre du système (position du centre de gravité).
Ainsi en 2003, l’équipe du Professeur Yasuo Kuniyoshi au Japon a fait une démonstration d’un robot humanoïde de 70 kg appelé R Daneel (en hommage au personnage fictif de Isaac Asimov, R. Daneel Olivaw) capable de passer d'une position couchée sur le dos à une position accroupie en moins de 3 secondes, ce qui est bien plus rapide que les autres robots développés jusque là [7]. La même équipe du Laboratoire « Intelligent Systems » de l'Université de Tokyo a présenté un robot très ressemblant à Daneel (mesure 1,55 m et pèse 70 kg). Il est capable de soulever un paquet de 30 kg d’une étagère ou encore de tirer à lui en le décollant du sol par dessous des deux bras un mannequin de taille humaine de 66 kg [8] là, où, jusqu’ici les robots soulevaient au mieux 10 kg. Ces prouesses sont possibles grâce à environ 1800 capteurs de toucher répartis sur quasiment tout le corps.
Ce corps existe également pour le robot d’accueil de Honda, Asimo (Avanced Step In Innovative Mobility) [9] ou son « concurrent » Hubo (ou KHR-3) [10] du KAIST (Institut des Sciences et Technologies Avancées de Corée).
Hubo, en 2005, avec ses 1,20 m et ses 55 kg marche à 1,2 km/h et court à 3 km/h, peut danser, soulever des objets et serrer des mains. Albert Hubo, un modèle plus récent marche à 1,5 km/h et peut faire apparaître diverses expressions sur son visage.
Le nouveau modèle de l’Asimo de Honda, présenté en 2007, est capable de faire de nombreux déplacements relativement complexes pour un robot : courir à 12 km/h, s'arrêter sur place, faire un demi tour sur lui-même, monter les escaliers… mais son autonomie énergétique reste assez réduite. De plus, une part des éléments de contrôle de ce dernier modèle sont déportés à cause des limitations de l’encombrement.
Il est possible de citer également des modèles d’apparence plus simple tels le marcheur bipède Cornell [11] de l'université de Cornell, le robot Denise (1,50 m, 8 kg et peut marcher à une vitesse de 1,44 km/h) de l'université de technologie de Delft aux Pays-Bas [12] qui possède des genoux, le Toddler du MIT [13]… Pour en savoir plus, il existe un catalogue des robots bipèdes sur le site du LAG (Laboratoire d’Automatique de Grenoble) à l’Institut National Polytechnique de Grenoble [14].
Mais la bipédie ne fait pas tout pour qu’un robot ressemble vraiment à un humain, se fonde dans la société et y passe inaperçu. Des robots tels que ceux qui apparaissent dans le film « Terminator » (aussi bien le Terminator, que le robot TX conçu pour tuer les humains), possèdent également une plastique et un visage très similaires à ceux des hommes.
(réalisé pour les fanes de carottes et rédigé en collaboration avec llo)
