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Du côté des Labos
Un robot archer italien
Jean-Paul Baquiast et Christophe Jacquemin - 04/10/2010

Etudier la cognition par l'implémentation de logiciels expérimentaux, tel est l'objectif des recherches menées sur "iCub", un robot humanoïde de la taille d'un enfant de trois ans. Cette recherche s'inscrit dans le cadre du programme RobotCub, financé pour 5 ans par l'Unité E5 du Programme ICT de la Commission «Cognitive Systems, Interaction and Robotics» [initiative remarquable de la Commission européenne mentionnée précédemment dans nos colonnes].

L'intérêt de ce programme est d'être conçu sur le mode des logiciels libres.
Il est «ouvert» de différentes façons :
- d'une part la plateforme iCub peut être distribuée librement,
- d'autre part les logiciels sont développés sur le mode de l'open source,
- enfin le projet est ouvert à tous partenaires compétents dans le monde entier.

Si on trouve sur le site Robotcub la liste des membres du consortium, force est des constater qu'aucun laboratoire français n'y figure. Faut-il y voir là un manque d'à propos de nos instances académiques ?

Le robot archer présenté ici consiste en un iCub de quelque 104 cm de haut, disposant de 53 degres de liberté (53-DOF iCub) distribués autour de la tête, du torse, des bras, des jambes et des mains. Equipé d'un arc et de flèches, il doit apprendre dans un nombre de tentatives aussi réduit que possible à envoyer la flèche au centre d'une cible située à 3,5 m de distance. L'algorithme utilisé pour équiper le robot est appelé Augmented Reward Chained Regression. Il a été développé pour traiter des problèmes où l'agent reçoit de l'information sur la façon dont il se rapproche du but qui lui a été fixé, en l'occurrence ici à rapprocher de plus en plus l'impact de la flèche du centre de la cible.

Le corps du robot a été aménagé manuellement de façon à lui permettre de tenir l'arc de la main gauche et à pincer puis relâcher la corde afin de lancer la flèche de la main droite. L'algorithme contrôle la position du bras gauche et l'orientation du bras droit.

ARCHER utilise l'expérience acquise à chaque tentative pour améliorer la tentative suivante en modulant et coordonnant de façon plus affinée les mouvements des mains du robot. Les mouvements des bras sont contrôlés par un dispositif utilisant une caméra pour visualiser la cible. Après chaque tentative, une image de la cible est analysée par un programme de reconnaissance de formes déterminant l'endroit de la cible atteint par la flèche et renvoyant en retour cette information à l'algorithme.

Celui-ci a été écrit par le Dr. Petar Kormushev et une équipe de l'Institut Italien de Technologie. La recherche sera présentée en décembre 2010 à la conférence Humanoids 2010 de Nashville aux Etats-Unis.

Commentaire

Les puristes objecteront que cette démonstration spectaculaire concerne plus les capteurs et logiciels utilisés par divers systèmes d'armes embarqués que des robots véritablement évolutionnaires. Ce sont en effet les concepteurs du robot archer eux-mêmes qui ont prévu et mis en place à l'avance les différents dispositifs permettant non seulement d'utiliser un arc et des flèches mais surtout de tenir compte par retour des résultats d'une tentative donnée pour améliorer la suivante.

L'expérience ainsi acquise par le iCub ne serait pas réutilisable si celui-ci était confronté à un autre objectif, par exemple saisir un objet mobile ou franchir un obstacle. De plus elle ne semble guère capable d'éclairer la façon dont le cerveau d'un véritable archer traiterait ce problème. L'équipe de l'ITT n'a donc pas encore réalisé un robot capable de s'adapter de façon autonome à un environnement présentant plusieurs difficultés de même nature auxquelles il n'aurait pas été préparé.

Il faut bien voir cependant que la robotique évolutionnaire ne peut pas produire d'emblée des robots disposant de capacités cognitives généralistes. Ce ne sera que par l'accumulation et l'interaction de petits programmes partiels du type de celui présenté ici, sur une plateforme robotique elle-même dotée de "capacités physiologiques" (degrés de liberté) de plus en plus nombreuses, que des robots de plus en plus réactifs sur le mode autonome seront mis en circulation. D'où l'intérêt de voir des équipes toujours plus nombreuses participer à des développements sur le mode de l'open source, où des expériences collectives peuvent être mutualisées sans limitations imposées par le secret défense ou le secret commercial.

Pour en savoir plus
Article de Physorg (avec séquence vidéo) : http://www.physorg.com/news204956669.html
Article CR de recherche
http://kormushev.com/papers/Kormushev_Humanoids-2010.pdf
Site de Petar Kormushev : http://kormushev.com/research/
Site de Robotcub : http://www.robotcub.org/
Site ICT : http://cordis.europa.eu/fp7/ict/cognition/home_en.html

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