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Les fans des années 1980 le connaissent tous. MacGyver, le héros de la série éponyme, se sortait immanquablement de toutes les situations périlleuses en bricolant des solutions à l'aide des objets qu'il avait sous la main. Une débrouillardise toute humaine que des chercheurs du Georgia Institute of Technology essaient de transposer aux robots afin de leur permettre d'identifier un objet dans une pièce, de déterminer sa fonction potentielle et de s'en servir pour accomplir une action.
Revendiquant ouvertement cette référence télévisuelle, Mike Stilman est à la tête de ce projet qui vient de se voir allouer une subvention de 900.000 dollars (environ 690.000 euros) sur 3 ans par le Département recherche de la Marine américaine. « Nous voulons comprendre les processus cognitifs de base qui permettent à des humains de tirer avantage d'objets de leur environnement pour en faire des outils », explique-t-il. L'objectif à long terme est de créer des robots qui puissent être de véritables coéquipiers pour les soldats déployés sur le terrain, capables d’accomplir des tâches complexes en s'adaptant à leur environnement.
Icare, un algorithme pour transformer les robots en MacGyver
« Si le robot le plus sophistiqué du moment se retrouvait pris au piège dans une chambre en feufeu par une porteporte coincée, il ne saurait probablement pas comment localiser des objets qui s'y trouvent et les utiliser pour grimper par dessus des débris, ouvrir la porte et quitter le bâtiment. »
Simulation d’un scénario dans lequel un robot doté de l’algorithme cognitif développé par le Georgia Institute of Technology sera capable de porter secours à une personne en se servant des débris qu’il trouvera sur les lieux d’un sinistre. © Georgia Institute of Technology
Pour doter des robots d'une telle intelligence, les chercheurs du Georgia Tech travaillent sur un algorithme grâce auquel ils pourront reconnaître un objet et sa fonction potentielle pour accomplir une action précise. Il pourrait par exemple s'agir d'utiliser une chaise pour atteindre un objet placé en hauteur, d'empiler des boîtes afin de grimper par dessus un obstacle ou encore de se servir de débris présents pour faire levier sur quelque chose. On est certes encore loin du bricolage génial à la MacGyver, mais réaliser les actions décrites ci-dessus est un défi technologique immense. L'algorithme doit être capable à la fois de déterminer les propriétés physiquesphysiques (volumevolume, massemasse) et mécaniques d'un objet, comme sa résistancerésistance au poids du robot, tout en élaborant le schéma de constructionconstruction qui permettra de l'exploiter dans une situation donnée.
Reprenant l'exemple d'un robot coincé dans une pièce en feu, Stilman explique qu'un robot devrait pouvoir traverser le feu, repérer un objet capable de supporter son poids et en utiliser un autre afin de faire levier sur la porte. Pour mener à bien ce projet, l'équipe du Georgia Institute of Technology collabore avec deux autres chercheurs, Pat Langley (Institute for the Study of Learning and Expertise) et Dongkyu Choi (du Département d'ingénierie aérospatiale de l'université du Kansas), qui ont conçu un système d'architecture cognitive appelé Icare. Il permet de modéliser des capacités humaines telles que la perception, l'inférence ou l'apprentissage.
Golem Krang, le robot humanoïde, testera cette « intelligence »
Cette technologie, combinée avec l'algorithme basé sur des lois physiques que prépare l'équipe du professeur Stilman, devrait tendre vers la création de robots dotés d'un raisonnement susceptible de leur permettre de se départir seuls de situations complexes. Une fois le développement logiciel suffisamment avancé, les chercheurs le testeront sur Golem Krang.
Ce robot humanoïde conçu par le Georgia Tech est constitué d'un torse et de deux bras, le tout monté sur deux roues qui le tiennent en équilibre grâce à un système de stabilisation gyroscopique. Golem Krang est capable de passer d'une configuration compacte de 50 cm à un déploiement de son torse à 1,5 m de haut. Il peut soulever un poids de 40 kgkg tout en étant confiné dans un espace restreint. Sa force alliée à sa très grande mobilité lui confère les capacités physiques pour accomplir des tâches complexes. Il ne lui manque plus que le savoir-faire...
