Un Robot Endommagé Peut Se «Soigner» En Moins De 2 Minutes

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Selon une nouvelle étude, les robots endommagés en action peuvent désormais se "soigner" eux-mêmes rapidement en exploitant des expériences vécues au cours de vies simulées.

Selon une nouvelle étude, les robots endommagés en action peuvent désormais se "soigner" eux-mêmes rapidement en exploitant des expériences vécues au cours de vies simulées. Cela peut sembler être de la science-fiction, mais ces capacités pourraient conduire à des robots plus robustes, efficaces et autonomes, selon les chercheurs.

Dans des expériences, un robot à six jambes pouvait s'adapter en un peu plus d'une minute pour continuer à marcher, même si deux de ses jambes étaient endommagées, cassées ou manquantes. Un bras robotique pourrait également apprendre à placer un objet au bon endroit même avec plusieurs moteurs ou articulations cassés.

"Une chose qui nous a surpris était l'ampleur des dégâts auxquels les robots pouvaient rapidement s'adapter", a confié à WordsSideKick.com le co-auteur de l'étude, Jean-Baptiste Mouret, robotiste à l'université Pierre et Marie Curie, à Paris. "Nous avons soumis ces robots à toutes sortes d'abus et ils ont toujours trouvé le moyen de continuer à travailler." [Machines super intelligentes: 7 Futurs robotiques]

Robots adaptables

Les robots peuvent survivre dans des environnements extrêmes tels que les profondeurs les plus profondes de l'océan ou le rude vide de l'espace. Cependant, un obstacle majeur qui a empêché les robots d’être largement adoptés en dehors des usines est leur manque d’adaptabilité - ils ne peuvent généralement pas continuer à travailler s’ils sont endommagés.

En revanche, les animaux peuvent souvent s'adapter rapidement après une blessure. Par exemple, de nombreux chiens à trois pattes peuvent attraper des Frisbees et les humains peuvent souvent comprendre rapidement comment marcher en dépit d'une entorse aux chevilles ou d'autres blessures.

"Si nous envoyons des robots pour retrouver des survivants après un séisme, pour éteindre nos incendies de forêt ou pour fermer une centrale nucléaire en crise telle que Fukushima, nous avons besoin d'eux pour pouvoir continuer à travailler s'ils sont endommagés", a déclaré Mouret. "Dans de telles situations, chaque seconde compte et les robots risquent d'être endommagés, car ces environnements sont très imprévisibles et hostiles. Même dans des cas moins extrêmes, tels que les assistants de robot à domicile qui aident les personnes âgées ou malades, nous voulons que les robots conservent effectuer leurs tâches importantes même si certaines de leurs pièces se cassent. "

Jusqu'à présent, les robots se remettaient généralement des dommages en diagnostiquant d'abord leurs problèmes, puis en choisissant le plan d'urgence à suivre. Cependant, même si un robot possède une suite coûteuse de capteurs avec laquelle il peut se diagnostiquer, il sera rendu impuissant si son concepteur omet de prévoir le problème auquel le robot est confronté.

En comparaison, les animaux blessés s'appuient sur des essais et des erreurs pour apprendre à surmonter l'adversité - par exemple, apprendre que le fait de boiter pourrait réduire la douleur à la jambe. Bien que les scientifiques aient expérimenté la programmation par essais et erreurs pour les robots, cela peut prendre 15 minutes ou plus pour que ces robots résolvent des problèmes, même relativement simples.

Aujourd'hui, les scientifiques ont mis au point un programme d'essais et d'erreurs qui permet aux robots de s'adapter aux dommages en moins de deux minutes, le tout sans une série de capteurs pour se diagnostiquer ou une multitude de plans d'urgence.

"L'application la plus importante de ces résultats est de disposer de robots pouvant être utiles pendant de longues périodes sans nécessiter l'intervention humaine par un entretien constant", a déclaré Mouret.

Apprendre de l'expérience

Les scientifiques ont expliqué que les animaux n'apprennent pas à se remettre de blessures. "Au lieu de cela, ils ont des intuitions sur différentes manières de se comporter", a déclaré Mouret dans un communiqué. "Ces intuitions leur permettent de sélectionner intelligemment quelques comportements différents à essayer et, après ces tests, ils en choisissent un qui fonctionne malgré la blessure. Nous avons conçu des robots qui peuvent faire de même."

Dans cette nouvelle stratégie, avant le déploiement d’un robot, les scientifiques développent une simulation informatique permettant de cartographier des milliers de mouvements différents et de déterminer les schémas d’action susceptibles de fonctionner malgré les dommages. Cette vie simulée d'expériences sert de collection d'intuitions à partir desquelles le robot peut puiser. [Les 6 robots les plus étranges jamais créés]

"Nous ne pré-calculons rien comme" trouvez une démarche qui marche si une jambe manque ", a déclaré Mouret. "Ce que nous faisons avec le simulateur est simplement de dire" trouvez autant de façons différentes de marcher que vous le pouvez ".

Lorsque le robot fait face à une blessure réelle, il peut s’appuyer sur ces intuitions pour guider des expériences d’essais et d’erreur destinées à trouver le moyen de réparer les dommages éventuels.

"Une fois endommagé, le robot devient comme un scientifique", a déclaré dans un communiqué le principal auteur de l'étude, Antoine Cully, robotiste à l'Université Pierre et Marie Curie. "Il a déjà des attentes sur différents comportements susceptibles de fonctionner et commence à les tester. Cependant, ces prédictions proviennent du robot simulé et non endommagé. Il doit trouver lequel d'entre eux fonctionne, non seulement en réalité, mais compte tenu des dommages."

Le robot peut expérimenter avec différents comportements et éliminer ceux qui ne fonctionnent pas, a déclaré Cully.

"Par exemple, si marcher, principalement sur ses pattes arrières, ne fonctionne pas bien, il essaiera de marcher surtout sur ses pattes antérieures", a-t-il ajouté. "Ce qui est étonnant, c'est la rapidité avec laquelle il apprend une nouvelle façon de marcher. C’est incroyable de voir un robot passer d’un état infirme à un fléau pour s’envoler efficacement en deux minutes environ."

Utilisations dans le monde réel

Les chercheurs suggèrent que cette stratégie pourrait aider les robots à s’adapter à des circonstances imprévues et à de nouveaux environnements. "Notre approche peut fonctionner avec n'importe quel robot", a déclaré Mouret.

Certaines applications potentielles incluent "des robots qui peuvent aider les sauveteurs sans nécessiter leur attention continue", a déclaré le co-auteur de l'étude, Danesh Tarapore, robotiste à l'Université Pierre et Marie Curie, dans un communiqué. "Cela facilite également la création d'assistants personnels en robotique qui peuvent continuer à être utiles même lorsqu'une pièce est cassée."

Bien que simuler une vie de robots potentiels puisse sembler coûteux, "notre approche est en fait très rentable, car elle ne nécessite pas de capteurs internes complexes", a déclaré Mouret. "Le robot n'a besoin que de savoir comment il s'acquitte de sa tâche. Il n'a pas besoin de connaître la raison précise pour laquelle il ne peut pas l'exécuter correctement. Cela permet de réaliser des économies considérables, car un robot n'a pas besoin d'une suite de capteurs auto-diagnostiques tissés dans tout son corps ".

Les chercheurs suggèrent que leur stratégie pour les robots a des implications bien au-delà de la récupération des dommages.

"Ils pourraient en principe être appliqués pour que les robots apprennent presque tout", a déclaré Mouret. "Jusqu'à présent, presque toutes les approches d'apprentissage des robots prenaient de nombreuses heures. C'est pourquoi les vidéos de robots faisant n'importe quoi sont souvent extrêmement rapides. Les regarder apprendre en temps réel était atroce, un peu comme regarder l'herbe pousser. Maintenant, nous pouvons voir des robots apprendre en temps réel, comme si vous regardiez un chien ou un enfant apprendre une nouvelle technique. Ainsi, pour la première fois, nous avons des robots qui apprennent quelque chose d’utile après avoir essayé différentes choses, tout comme les animaux et les humains. "

Les scientifiques envisagent maintenant de tester leur stratégie sur des robots plus avancés dans des situations simulées du monde réel. Les chercheurs sont intéressés à étudier comment ces capacités pourraient aider les robots conçus à des fins de secours en cas de catastrophe, a déclaré Mouret, tels que les robots programmés pour participer au Défi robotique de l'Agence de recherche avancée pour la défense (DARPA), qui se tiendra le mois prochain à Pomona., Californie.

Les scientifiques ont détaillé leurs conclusions dans le numéro du 28 mai de la revue Nature.

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