Aux limites de l’innovation

Faites la connaissance d’iCub, robot-enfant doté d’un gros cerveau d’IA

Ce que les scientifiques attendent désormais de l’intelligence artificielle (IA) dépasse l’aptitude à tenir compte de toutes les solutions possibles avant de résoudre un problème.

C’était peut-être l’objectif de Deep Blue, ordinateur IBM qui a battu le grand Kasparov aux échecs en 1997. Ditto le robot a récemment pulvérisé le record mondial Guinness pour avoir résolu un Rubik’s Cube en moins d’une seconde.

Cependant, la « force brute » des ordinateurs, c’est-à-dire leur faculté à calculer et organiser des données, ne représente que l’un des nombreux domaines de recherche dans le secteur de l’IA. Les travaux de recherche actuels ont pour objectif ambitieux, grisant et profondément audacieux de créer une plate-forme apte à imiter la capacité du cerveau humain à interagir avec l’environnement et à apprendre des expériences passées.

La tâche n’est pas aisée. L’IA Alpha Go de Google a franchi une étape dans cette direction, le jeu de Go de la Chine ancienne ne pouvant pas être gagné simplement en calculant tous les déplacements possibles. Il requiert de l’intuition, ce qui implique d’apprendre de ses erreurs.

Encore une fois, ce n’est pas une mince affaire.

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Pourtant, créer une IA qui peut nous battre aux échecs ne représente qu’une démonstration d’intention. Les chercheurs travaillent sur un moyen qui permettrait à une intelligence artificielle d’interagir avec le monde. Pour cela, elle a besoin d’yeux, d’oreilles et d’un corps physique.

Lorenzo Natale est chercheur à l’Istituto Italiano di Tecnologia di Genova (IIT). Avec son équipe, il a contribué au développement d’iCub, IA contenue dans le corps d’un robot équipé de capteurs pour reproduire la vue, l’ouïe, le toucher et la capacité à apprendre de l’environnement qui l’entoure.

iCub a la taille et l’aspect d’un enfant de quatre ans. Il mesure environ un mètre et pèse autour de 20 kg. Son corps intègre des caméras, des microphones, des capteurs inertiels et tactiles, ainsi que 53 « articulations » qui permettent à iCub de percevoir l’environnement qui l’entoure et d’y répondre.

« Le projet est né il y a 10 ans lors d’une initiative européenne coordonnée par l’IIT », déclare Lorenzo Natale. « L’idée initiale était de construire un robot humanoïde pour étudier les systèmes cognitifs d’une IA incarnée, contenue dans un corps mécanique. »

C’est ainsi que débuta le projet iCub, plate-forme scientifique open source soutenue par 30 laboratoires et plusieurs groupes de travail. « Nous avons fait ce choix de créer une communauté qui pourrait contribuer au développement du projet », explique Lorenzo. « Les contributeurs avaient pour seule indication que leurs réalisations effectuées sur iCub restent accessibles à tous. »

iCub est davantage qu’un simple corps inerte en aluminium, fer et plastique. Grâce à plusieurs capteurs tactiles sur sa « peau », le robot peut « sentir la force et la pression sur ses bras et son torse ». Les caméras et microphones intégrés permettent à iCub de voir et d’entendre le monde qui l’entoure.

L’IA à l’intérieur du robot iCub utilise un modèle bidimensionnel pour reconnaître les objets et un modèle tridimensionnel pour se déplacer dans son environnement.

« iCub voit uniquement des objets potentiels, sous forme de points colorés », poursuit Lorenzo Natale. « Ils ne deviennent des objets que lorsqu’ils sont associés à un nom. »

En utilisant cette approche, iCub reconnaît jusqu’à 30 objets grâce à un système d’interaction entre la position relative des doigts du robot et le poids appliqué sur son poignet. Il peut ainsi, par exemple, faire la différence entre une bouteille d’eau pleine et vide.

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Toute cette intelligence requiert une puissance de traitement sérieuse. iCub retire une partie de son intelligence du processeur Intel Core i5-4300 cadencé à 1,9 GHz situé dans sa tête. Le robot l’utilise pour communiquer avec un cluster externe de cinq ordinateurs (et un serveur), sur lequel plusieurs modules sont exécutés simultanément.

Un module reconnaît les objets, un autre contrôle l’équilibre du robot, ainsi de suite. Les modules reçoivent les données transmises par les capteurs, les analysent, puis envoient une réponse au robot, qui réagit en conséquence.

Le logiciel qui coordonne les mouvements d’iCub et les algorithmes utilisés pour la vue (par exemple, calcul de l’attention ou vision stéréoscopique pour la mesure de la distance) et l’apprentissage reposent également sur des processeurs Intel.

Le robot iCub a encore beaucoup à apprendre. S’il ressemble à un humain, il ne peut pas agir en tant que tel.

« La véritable difficulté consiste à créer un langage commun entre les hommes et les robots », affirme Lorenzo Natele. « Quand nous voyons un robot humanoïde, nous pensons que nous pouvons lui parler, mais en fait il ne comprend pas le langage humain. Nous travaillons pour permettre à iCub d’associer ce qu’il voit à ce qu’il entend en totale autonomie, afin de communiquer aux hommes ce qu’il apprend de son environnement. »

« L’un des prochains objectifs consiste à construire une version moins complexe d’iCub, disponible à un [This]prix accessible… Il s’agira d’un robot simplifié, avec des roues à la place des jambes pour rendre des services en environnement hospitalier. Ses mains seront conçues pour réaliser des actions simples comme ouvrir, saisir, actionner des interrupteurs, et il pourra exercer plus de force que le modèle créé pour les chercheurs. »

Après tout, le destin d’iCub a toujours été d’aider les gens. « C’est un petit robot, il n’est pas effrayant et son poids n’est pas potentiellement dangereux », poursuit Lorenzo. « Par exemple, les robots employés dans des environnements à risque mesurent près de deux mètres et leur force est considérable. La plupart d’entre eux n’interagissent pas avec des personnes. »

En revanche, iCub semble être la bonne « personne » pour travailler à proximité d’humains. Ses expressions faciales lui permettent de communiquer facilement, sans trop s’éloigner de sa nature de robot. En fait, cette caractéristique rend iCub unique: il n’est ni trop humain (avec toutes les implications sinistres qui nous effraient dans les films), ni trop étranger.

Nous souhaitons donc à iCub et à son équipe un joyeux dixième anniversaire. Nous sommes persuadés que le meilleur reste à venir.

Crédits photo : 1. Kasparov contre l’ordinateur Deep Blue (1997) : http://bit.ly/24YL0nt. 2. iCub : chefuturo.it

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