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Des chercheurs danois développent un robot socialement conscient

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Il existe déjà un marché mondial pour les robots mobiles, qui sont utilisés dans des applications allant de la logistique aux soins de santé. Typiquement, ils transportent des choses d’un point A à un point B, en évitant les humains.

Mais dans les cas où les robots opèrent autour des humains, les algorithmes atteignent souvent un point où ils ne peuvent pas décider quoi faire. Dans de tels cas, le robot s’arrête simplement, bloquant les flux de trafic.

Pour expérimenter avec des robots qui interagissent plus efficacement avec les humains, le Fonds d’innovation du Danemark a lancé un projet visant à développer un robot prototypique appelé Smooth, un acronyme dérivé de « Seamless huMan-robot interactiOn fOr THe support of elderly people ». Un consortium de deux universités, deux entreprises, deux institutions de transfert technologique et une municipalité a commencé les travaux en 2017 et s’est terminé en 2021 avec succès Démonstrations.

Le projet de construction du robot Smooth était motivé par deux objectifs. La première consistait à développer des robots pour le cas d’utilisation spécifique des maisons de retraite pour personnes âgées qui manquent de personnel. La seconde consistait à développer des mécanismes généraux permettant aux robots d’interagir avec les humains.

Robots cognitifs

« Dans les médias, vous entendez souvent parler de l’idée de robots humanoïdes, des robots cognitifs qui comprennent ce que vous ressentez et ce que vous voulez », a déclaré Norbert Krüger de l’Université du Danemark du Sud. « Parfois, les robots sont même faits pour avoir l’air humanoïdes, avec des bras et des jambes, et ainsi de suite. Mais c’est trompeur. La réalité est que nous ne comprenons pas encore assez bien les processus cognitifs sous-jacents. De tels robots cognitifs, à mon avis, sont dans au moins deux décennies.

« En attendant, lorsque vous construisez des robots qui ont l’air humanoïdes, avec des bras, des jambes, des yeux et des traits réalistes, les gens finissent par être déçus. Ils s’attendent à des réactions semblables à celles de l’homme qui ne sont tout simplement pas possibles avec l’état actuel de la technique. »

Krüger a ajouté: « D’une part, les médias nous donnent cette image de robots qui ressemblent et agissent comme des humains. D’autre part, les vrais robots mobiles, qui sont déployés à grande échelle, n’interagissent pas du tout avec les humains. Smooth se positionne quelque part entre ces deux extrêmes.

« Notre objectif était de développer un robot utile capable d’avoir des interactions légères avec les humains – et par interactions douces, je ne veux pas dire des conversations profondes. Je veux dire quelque chose comme comprendre si une personne est intéressée par une tasse de café. Le robot doit réagir de manière appropriée en réponse à un petit ensemble de réactions humaines possibles. Mais cela ne doit pas être confondu avec la cognition. C’est juste une tâche répétitive dans un scénario plutôt contrôlé. »

L’équipe Smooth a développé le matériel et toutes les autres pièces majeures, y compris la vision par ordinateur, la navigation et l’interaction humaine. Ils ont soigneusement décidé de n’utiliser que quelques caractéristiques humaines – en particulier, les yeux. Mais ils se sont également assurés que le robot avait l’apparence d’une machine pour éviter de créer des attentes qu’ils ne pouvaient pas satisfaire.

Les caractéristiques humaines aident – par exemple, en établissant un contact lorsque le robot offre une tasse de café. Le robot regarde les yeux de la personne, ce qui est un mécanisme très basique pour mesurer si la personne est intéressée.

Le robot utilise également le regard pour l’aider à naviguer d’une manière qui imite les interactions humaines. Avant d’emménager dans l’espace personnel de quelqu’un par exemple, il établit d’abord un contact visuel pour négocier un accord selon lequel l’entrée dans l’espace personnel est autorisée dans ce contexte spécifique.

Le mouvement à travers les espaces ouverts nécessite également une conscience sociale. Par exemple, lorsque deux personnes sont sur une trajectoire de collision, chacune indique la direction qu’elle veut prendre – et chacune essaie de prédire ce que l’autre personne veut faire. Le projet Smooth a développé une technologie qui permet aux robots de faire la même chose.

Comme une personne, le robot Smooth planifie ses mouvements en fonction de ces prédictions, plutôt que de se fier uniquement à l’endroit où il se trouve maintenant. Pour ce faire, il doit avoir une idée de l’endroit où la personne sera dans deux secondes.

Navigation socialement consciente

Une autre situation délicate est quand il y a un groupe de personnes. Les robots ne doivent pas conduire au milieu du groupe, ni entre deux personnes qui communiquent. De même, lorsque quelqu’un regarde la télévision, les robots ne doivent pas conduire devant l’écran. « Ce sont des choses qui ne sont pas à la pointe de la technologie industrielle actuelle », a déclaré Krüger. « C’est ce que nous appelons la « navigation socialement consciente ».

Le principal cas d’utilisation est d’aider les personnes âgées, mais pas au domicile d’une personne. Pour que le robot soit rentable, il doit être beaucoup utilisé, et c’est plus probable dans une institution ou dans un pl public.as. « Si vous êtes dans un aéroport, vous pourriez offrir un café, donc deux ou trois robots pourraient être engagés dans cela toute la journée », a déclaré Krüger. « À la maison, offrir une tasse de café se produira peut-être trois fois par jour. Donc, vous n’obtenez pas d’analyse de rentabilisation là-bas.

« Un robot logistique avec un composant d’interaction légère offrant une tasse de café, un distributeur automatique de café mobile à l’aéroport ou à la gare – tels pourraient être des cas d’utilisation. Mais il pourrait aussi s’agir, par exemple, de transporter des choses de la cantine à un lieu de rencontre, puis d’avoir un dialogue clarifiant à la fin. Le client était-il satisfait? Y a-t-il des objets manquants? »

Krüger est convaincu que le travail effectué sur Smooth sera utilisé dans un proche avenir. Les éléments fondamentaux seront utilisés dans les systèmes industriels – en particulier les algorithmes qui observent les humains et prédisent comment ils vont se déplacer, et le logiciel qui perçoit l’intérêt en établissant un contact visuel et en détectant un regard humain.

Il a ajouté: « Bien que nous ne soyons pas susceptibles de voir des robots humanoïdes ou des robots cognitifs au cours des deux prochaines décennies, le type de robots que nous avons développé dans le cadre du projet Smooth sera probablement utilisé dans les deux à cinq prochaines années dans des applications commerciales. Et en même temps, ils pourraient être considérés comme une étape importante vers des robots véritablement cognitifs. »

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