L’impressionnant robot humanoïde de Boston Dynamics

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Des robots toujours plus proches de l’homme

Fin février 2016, la société de robotique Boston Dynamics a fait sensation au Massachusetts et sur les réseaux sociaux en présentant sa dernière vidéo intitulée « Atlas, The Next Generation » : plus de 8 millions de visionnages en 48 heures ! [1]

L’été dernier, Atlas, un robot humanoïde développé dans le cadre de la compétition DARPA Robotics Challenge (Defense Advanced Research Projects Agency), déambulait avec quelques difficultés dans la forêt tout en restant relié à une source d’alimentation externe par un câble. Mais dans cette dernière vidéo, le bipède fascine par l’étendue de ses capacités. Sortant d’un local en poussant la porte, il se déplace en terrain accidenté, dans la neige, évite les obstacles, soulève et dépose des cartons sur une étagère, et, scène ayant généré le plus de commentaires, se relève après avoir été violemment poussé au sol !

Plus calme, agile et robuste que sa version originale, Atlas a maintenant les mensurations d’un homme moyen : environ 1,75 m pour un poids de 82 kg, contre 1,90 m et 156 kg précédemment. En étant plus petit, léger et compact, il consomme moins d’énergie et se déplace plus aisément. Alimenté électriquement, ses 28 degrés de libertés sont actionnés par systèmes hydrauliques. Pour s’équilibrer, il utilise de multiples capteurs intégrés dans son corps et ses jambes (imprimées en 3D), des capteurs LIDAR (lasers qui fonctionnent comme des radars, similaires à ceux qu’on trouve dans les voitures autonomes) et stéréophoniques pour évaluer et s’ajuster aux variations du terrain tout en évitant les obstacles. Par ailleurs les capteurs dans ses mains lui permettent de manipuler des objets. Si la batterie dans son dos reste imposante, Atlas n’a plus de besoin de câble d’alimentation et peut donc se déplacer en toute liberté aussi bien à l’intérieur des bâtiments qu’à l’extérieur. Son autonomie n’est par contre pas spécifiée. Pour l’instant, l’entreprise n’a en réalité divulgué que très peu d’informations techniques. [2]

D’après le magazine IEEE Spectrum (Institute of Electrical and Electronics Engineers), Atlas est "un énorme bond technologique par rapport à son prédécesseur, qui était déjà un robot assez incroyable […] Le nouvel Atlas peut faire des choses que nous n’avons jamais vu d’autres robots faire auparavant, ce qui en fait l’un des humanoïdes les plus avancés". [3]
Marc Raibert, le fondateur de Boston Dynamics, a lui déclaré : "Notre objectif à long terme est de fabriquer des robots avec une mobilité, dextérité, perception et intelligence comparables à celles des humains et des animaux, ou peut-être meilleures encore : Atlas est un pas de plus sur ce chemin”.

L’entreprise Boston Dynamics

Située à Waltham à 35 minutes de Boston dans le Massachusetts, Boston Dynamics est une entreprise spin-off du Massachusetts Institute of Technology où Marc Raibert (fondateur et actuel président) et ses collègues commencèrent à développer des prototypes de robots s’inspirant du monde animal. Leurs travaux au MIT déclenchèrent la création de la société en 1992. [4]

Cette équipe d’ingénieurs et scientifiques se félicite de construire des machines à la fois innovantes et réellement fonctionnelles. Ils ont développé jusqu’ici au moins 9 prototypes répliquant les capacités de déplacement animales : BigDog puis son évolution LS3, Cheetah, LittleDog, RiSE, SandFlea, PETMAN, RHex, et Atlas, sont troublants de réalisme. [5]
Certains sont d’ailleurs déjà testés en conditions réelles : les quadrupèdes Big Dog puis LS3, capables de transporter jusqu’à 200 Kg de charge sur des terrains accidentés, ont servi de mules à l’armée américaine (notamment en 2014 lors de l’exercice militaire périodique appelé Rim of the Pacific Exercise, au large d’Hawaï) avant d’être écartés fin 2015 car encore trop bruyants pour participer à de vraies opérations. [6]

Comme d’autres startups robotiques au coût de lancement élevé, Boston Dynamics a reçu des financements fédéraux : contrats de 34 millions de dollars en 2012 et 31 millions de dollars en 2013 avec le Department of Defense (US Army, US Navy), et la DARPA. Malgré cela, l’entreprise ne se considère pas comme un contractant militaire.
La réussite de Boston Dynamics a attiré l’intérêt des plus grands, et le 13 décembre 2013, Google, ou plus exactement la société mère Alphabet, a racheté la société via la filiale de recherche et développement Google X. Le montant de l’acquisition n’a pas été dévoilé. [7]

Quel avenir pour ces humanoïdes ?

Les petits humanoïdes sont timidement entrés sur le marché porteur du service à la personne. Notons que Asimo (1,30 m, 48 kg), le robot du japonais Honda qui s’est mis à marcher dans les années 1990, court maintenant à 9 km/h. [8] Notons également que côté français, la famille de la société Aldebaran Robotics (détenue depuis mars 2015 à 95% par la société japonaise Softbank), qui était déjà composée notamment du petit Nao (58 cm, 4,8 kg), s’est agrandie en 2015 par le lancement sur le marché du robot de compagnie Pepper (1,21 m, 28 kg). [9] Mais avec à peine plus de 10 000 ventes annuelles dans le monde, ce marché ne semble pas encore mature.

A taille humaine, la complexité technique augmente : plus lourds, ils éprouvent des difficultés à garder l’équilibre. De nombreuses réserves subsistent, notamment sur leur prix de vente bien sûr, mais aussi sur le bruit généré, leur consommation et autonomie, ou encore sur leurs dangers potentiels… Pour l’instant, les prototypes ne sont pas tout à fait adaptés pour interagir avec les humains, et le risque de blessure pour l’entourage immédiat existe. La délicate gestion des situations imprévues et l’amélioration de la marche artificielle restent les priorités : les temps de calculs de quelques millisecondes doivent être réduits au maximum pour rendre les robots moins lents en leur permettant de réagir si leurs pieds ne se posent pas exactement où cela était prévu du fait d’une variation du sol. Contrairement à nos muscles, les moteurs actuels offrent peu de flexibilité. La conception de muscles artificiels est une piste prometteuse mais complexe. Parmi les alternatives explorées, on peut citer les muscles pneumatiques, les systèmes de ressorts réglables, ou encore les recherches sur les matériaux intelligents capables de se déformer lorsqu’ils sont parcourus par un courant électrique. Par ailleurs, faire courir un robot à taille humaine décuple toutes ces difficultés. Le risque de chute est donc élevé, comme en témoignent les vidéos de l’édition 2015 du challenge robotique DARPA. [10]

Les axes d’améliorations sont donc très nombreux : repérage dans les espaces complexes, adaptation à tout type d’escaliers, rapidité et course, développement de muscles artificiels… L’art de savoir regrouper de multiples technologies variées et complexes dans un seul système nécessite des compétences transversales.
Mais avec cette récente démonstration, Boston Dynamics met sous le feu des projecteurs les avancées technologiques américaines. Les machines deviennent de plus en plus performantes et adaptées à l’environnement.

Et le potentiel d’application est très important. Outre l’application militaire évidente, l’espoir est que ces robots humanoïdes puissent décharger les humains des tâches les plus pénibles ou dangereuses. A l’instar des drônes, [11] ils pourraient en effet atteindre des endroits inaccessibles ou trop dangereux pour les humains, en cas de catastrophes naturelles par exemple, visiter des sites tels que Fukushima, ou encore intervenir lors d’incendies de bâtiments.

Cependant ces avancées technologiques ne font pas l’unanimité. Au-delà des questions éthiques et de la peur du remplacement de l’homme à long terme, une partie de la population s’interroge sur l’avenir de certains emplois. [12] Comment rassurer les ouvriers, à commencer par les manutentionnaires qui auront observé Atlas soulever des cartons et les ranger sur les étagères d’un entrepôt ? Pour d’autres, les robots seront de parfaits assistants dans le cadre d’une collaboration synergique homme-machine. [13]
Sur l’aspect militaire, les craintes proviennent plutôt des avancées rapides de l’intelligence artificielle, et sont par exemple matérialisées par la campagne internationale «  Stop Killer Robots  » regroupant 60 organisations non gouvernementales et coordonnée par Human Rights Watch. [14] A ce sujet, plusieurs centaines de chercheurs et experts ont réclamé dans une lettre ouverte en juillet 2015 l’interdiction de l’utilisation d’armes autonomes (capables de rechercher des cibles et de les éliminer sans intervention humaine). [15] Parmi les signataires figurent le professeur Stephen Hawking, l’entrepreneur Elon Musk, le co-fondateur d’Apple Steve Wozniak, ou encore Demis Hassabis… chef exécutif de l’entreprise d’intelligence artificielle Google DeepMind

Positivement ou négativement, les robots humanoïdes ont indéniablement fasciné au 20ème siècle dans la littérature et au cinéma : Metropolis (1927), Blade Runner (1982), Terminator (1984), Robocop (1987), la saga Star Wars… Le 21ème siècle sera-t-il le siècle où la réalité rattrapera la fiction ? C-3PO et ses amis n’ont qu’à bien se tenir, car Atlas et ses cousins sont en marche.


Rédacteur :
- Jean-Benoit CARIOU - Attaché adjoint pour la Science et la Technologie, Consulat Général de France à Boston - jean-benoit.cariou@ambascience-usa.org